[发明专利]一种利用芳烃硝化副产物生产PBI功能材料的方法

摘要

本发明公开了一种利用芳烃硝化副产物生产PBI功能材料的方法。将2,4‑二硝基氯化苯生产企业的硝化副产物，即含有2,6‑二硝基氯化苯(I)的混合物，经分步结晶的方式，得到2,4‑二硝基氯化苯、2,6‑二硝基氯化苯(I)及少量残留物。其中2,4‑二硝基氯化苯作为产品直接外售、少量残留物作废物处理，而2,6‑二硝基氯化苯(I)单纯化合物则经反应得到性能优异的PBI(X)树脂。该方法有效解决了2,4‑二硝基氯化苯生产企业普遍存在的困难，减少企业危废量、提升企业安全性的同时，增加了企业经济收益，为2,4‑二硝基氯化苯生产企业平稳可持续生产提供了有力支持。

主权项

1.一种利用芳烃硝化副产物生产PBI功能材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)以芳烃硝化副产物为原料，采用分步结晶法进行分离、收集并得到2,6‑二硝基氯化苯(I)、2,4‑二硝基氯化苯及残留物。步骤2：将2,6‑二硝基氯化苯(I)与质量浓度为18～20％的氨水混合，加热40～60℃并搅拌至反应完成，得到2,6‑二硝基苯胺(II)；步骤3：将2,6‑二硝基苯胺(II)、硫化钠混合加入水中，加热95～105℃并搅拌至反应完成，得到3‑硝基邻苯二胺(III)。步骤4：将3‑硝基邻苯二胺(III)与环合试剂在60～90℃条件下反应至终点，得到4‑硝基‑2‑苯并咪唑酮(IV)；所述的环合试剂为尿素与硫酸的组合或固光与三乙胺的组合；步骤5：5a)4‑硝基‑2‑苯并咪唑酮(IV)依次经偶联、氨化、脱氨得到化合物(VIII)；或者5b)4‑硝基‑2‑苯并咪唑酮(IV)依次经氨化、偶联、脱氨得到化合物(VIII)；或者5c)4‑硝基‑2‑苯并咪唑酮(IV)依次经氨化、脱氨、偶联得到化合物(VIII)；步骤6：6a)将化合物(VIII)与水解试剂加入水中，在95～105℃、0.0～0.2MPa条件下水解反应至终点，得到3,3’,4,4’‑联苯胺(IX)；或者6b)将化合物(VIII)与水解试剂加入水中，在95～105℃、0.0～0.2MPa条件下水解反应至终点，得到3,3’,4,4’‑联苯胺(IX)；然后与盐酸进一步反应生成3,3’,4,4’‑联苯胺(IX)盐酸盐；其中水解试剂为液碱、氨水、或磷酸氢二钠中的一种；步骤7：将3,3’,4,4’‑联苯胺(IX)或3,3’,4,4’‑联苯胺(IX)盐酸盐、间苯二甲酸或间苯二甲酸甲酯、多聚磷酸混合，在150～230℃、无氧条件下，反应得到PBI(X)。用化学方程式表示如下，