[发明专利]一种异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法

说明书

本发明涉及一种异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法。该方法包括以下步骤：将CA、ECH、四烷基氯化铵和水混匀，60‑80℃反应2h，88‑100℃反应2h，116‑120℃反应2h；降温到45℃以下，抽真空，滴加氢氧化钠溶液，加完后55℃反应4h；过滤，滤饼用ECH冲洗，冲洗液和母液合并得合成液；加水洗涤合成液，分层取下层有机相；有机相减压精馏，得浓缩液；浓缩液加水，加热至沸腾，得均相溶液，冷却结晶；过滤，滤饼用水洗涤，洗涤水并入母液，洗涤后的滤饼干燥，即得。本发明制备的TGIC产品品质更高，环氧当量99.6～100.3g/mol；氯含量低于0.04％，ECH残留极低、低于3ppm，甲醇残留未检出。

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法。

背景技术

异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)是一种杂环多环氧化合物，具有优良的耐热性、耐候性、耐光性、耐腐蚀性、耐化学药品性和机械性能，主要用于含羧基聚酯、羧基丙烯酸树脂粉末涂料的固化剂，亦可用于制造电器绝缘材料层压板、印刷电路、各种工具、胶黏剂、塑料稳定剂等。

目前，工业上生产TGIC的主流工艺是以异氰尿酸、环氧氯丙烷(ECH)和片碱为原料的工艺路线。传统的工艺合成的TGIC通常存在甲醇残留、四烷基氯化铵类催化剂残留、氯化钠盐分残留、环氧氯丙烷ECH残留等等。这些残留存在各种健康安全隐患，比如：甲醇残留容易造成皮肤过敏的问题；ECH的存在，不仅影响产品的应用固化性能，降低产品的使用寿命，而且挥发到空气中后将污染环境和危害人们身心健康；四烷基氯化铵类催化剂残留对产品品质(氯含量)有明显负面影响等等。

为了制备品质更高、上述残留更低的TGIC产品，研究人员做了如下很多尝试和努力。

中国专利文献CN101367796B公开了一种TGIC的生产方法，包括以下步骤：(a)合成步骤：将ECH和异氰尿酸酯(CA)在催化剂(四甲基氯化铵和苄基三甲基氯化铵)存在下加热反应，反应完毕后冷却并添加氢氧化钠继续反应，接着抽滤去除析出的氯化钠固体，将过滤后的母液加入水洗涤，取下层有机液；(b)蒸馏步骤：将有机液和去离子水一起蒸馏得到浓缩液；(c)醇析步骤：将浓缩液与甲醇混合，冷却结晶得到结晶料；(d)离心步骤：将结晶料离心分离，并用冷甲醇洗涤固体；(e)烘干固体：将离心得到的固体进烘房加热干燥可得到TGIC成品。该专利方法虽然在蒸馏步骤中加入了去离子水，但未清楚表明该步骤的意图。尽管该专利方法得到的产品质量较好，但得到的产品中仍然存在40-67ppm的ECH残留、0.13％-0.17％挥发份残留、0.32％-0.75％总氯量残留。另外，尽管该专利方法得到的TGIC产品环氧当量在102.23-106.55之间，但离理论环氧当量数99还有较大差距，这说明产品品质不是特别高。

中国专利文献CN104327058B公开了一种生产安全、有效防止皮肤过敏的TGIC的制备方法，包括如下步骤：(a)ECH、CA、催化剂以及NaOH溶液为原料，依次进行合成、环化、过滤得到TGIC粗制液；(b)加水洗涤、分层取下层环化母液；(c)减压蒸馏，分梯度进行；(d)加入乙醇，冷却结晶，真空抽滤，干燥即得TGIC产品。由于该专利方法采用梯度温度进行减压蒸馏，可有效降低成品中ECH含量；另外，使用乙醇替代传统工艺中的甲醇用于结晶提纯，可以有效避免产品中含有甲醇。因此，该专利方法生产的TGIC具有较高的抗过敏性和生产安全性。但是，该专利方法仍然存在以下问题：(1)由于乙醇对氯化钠盐分溶解性差，TGIC产品中氯离子含量必然比传统方法更高；(2)由于TGIC在乙醇中溶解度更高，使用乙醇做结晶溶剂，TGIC产率必然下降；(3)该专利方法得到TGIC产品中依然存在48-630ppm的ECH残留。