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在采用高真空兩級薄膜蒸發器分離TDI(甲苯二異氰酸酯)-TMP(三羥甲基丙烷)固化劑中的游離TDI的(文章來源環球聚氨酯網)小試基礎上，進行了中試研究。對影響分離的主要因素進行了探討，確定了較優的中試操作條件。并對設備進行了改造，成功實現了連續性生產。分離后的固化劑用溶劑稀釋，所得產物游離TDI含量小于0.5%，—NCO含量大于12.8%，固含量大于75%，達到了分離的目的。

關鍵詞：游離甲苯二異氰酸酯;薄膜蒸發器;聚氨酯;TDI-TMP固化劑;分離

0引言

聚氨酯固化劑廣泛應用于涂料、膠粘劑和各種材料中，TDI-TMP固化劑是我國產量最大的一類聚氨酯固化劑。然而，國產的TDI-TMP固化劑中普遍含有2%以上的游離TDI。游離TDI是劇毒物質，對人體危害很大。我國從2002年開始實施的GB18581—2001規定，固化劑中游離TDI的含量必須低于0.7%[1]，而發達國家更要求游離TDI含量低于0.5%，即所謂的無毒級。降低游離TDI含量的方法歸納起來有分子篩吸附法[2]、萃取法[3]、化學法[4]、薄膜蒸發法。其中，薄膜蒸發法最為經濟有效，已經在發達國家得到廣泛的應用。我國學者對薄膜蒸發法也進行了大量的研究，已經在小型的試驗中取得突破[5]。但小試的處理量小，還沒有達到工業化水平。同時小試都是間歇式進行的，生產效率低，每次分離后都要浪費大量溶劑清洗設備。針對上述問題，本文在小試成功的基礎上，開展了中試研究，探討了影響蒸發效果的各種因素，確定了較優的操作條件，并對設備進行了改造，成功實現了連續性生產。

1實驗部分

1.1實驗設備與原料

甲苯二異氰酸酯(TDI-80)：工業級，巴斯夫;三羥甲基丙烷(TMP)：工業級，中國石油吉化集團;乙酸丁酯：工業級，市售。

實驗裝置是與廣東嘉寶莉化工有限公司聯合開發的二級薄膜蒸發器，蒸發面積約為1m2，其流程圖如圖1所示。

1.2分析方法

采用二正丁胺-鹽酸滴定法測定—NCO含量，采用氣相色譜法分析測定TDI含量。儀器型號：PERKINELMER公司的AutosystemXLGaxChromatograph。采用的標準為《聚氨酯涂料中游離異氰酸酯的氣相色譜分析》。

1.3合成工藝

稱取100kgTMP，加熱熔融，保溫至60℃以上備用。將381.5kgTDI和481.5kg乙酸丁酯加入反應釜中，升溫至50℃。將熔融的TMP滴加至TDI與乙酸丁酯中，滴加時間不少于30min，滴加溫度不高于55℃。滴加完畢后，升溫至60℃反應5h，制得待分離的TDI-TMP固化劑。

1、2—反應罐;3～20—截止閥;21～23—齒輪泵;24、25—氣動式隔膜泵;26—轉子流量計、27、28—薄膜蒸發器;29、30—恒溫冷水;31、32—刮板電機;33、34—恒溫熱油;35、36—真空系統;37、38、40—回收罐、39—兌稀罐;41、42—冷阱

圖1二級薄膜蒸發器流程圖

1.4分離工藝

預先在反應罐1、2中合成待分離的固化劑。將160kg的乙酸丁酯放入兌稀罐39中，開啟攪拌，升溫至70℃。開啟恒溫熱油33、34，設定為所需的溫度;開啟恒溫冷水29、30，設定為3℃;開啟真空機組35、36，打開閥門7、8、12、14、15、16，調節至所需的真空度;開啟薄膜蒸發器刮板的31、32，調節至合適的刮板轉速。依此打開閥門4、5、6、11，固化劑從反應罐中進入1級薄膜蒸發器，溶劑被分離出來并進入回收罐37。一級蒸余物進入2級薄膜蒸發器，TDI被分離出并進入回收罐38，蒸余物進入兌稀罐39，經溶劑稀釋后出料。反應罐1中的固化劑分離完畢后，關閉閥門4，打開閥門3，開始分離反應罐2中的固化劑。打開閥門13、17，開啟泵24、25，將分離出來的組分轉入回收罐40中，再轉入反應罐1中，利用回收的TDI和溶劑重新合成固化劑。待反應罐2的固化劑分離完畢后，即可重復上述操作，分離反應罐1中的固化劑。

2結果與討論

本研究采用二級薄膜蒸發器分離游離TDI，一級薄膜蒸發器的主要目的是分離出固化劑中的溶劑，并使固化劑在進入二級薄膜蒸發器前充分預熱。已確定的一級分離的操作條件(蒸發溫度為130℃，蒸發絕對壓力為5000Pa)完全能達到目的。因此，本文只探討影響二級分離的主要影響因素。

2.1進料速率對蒸余物殘留TDI含量的影響

維持一級分離條件不變，使二級蒸發溫度為170℃，二級蒸發真空度為80Pa，刮板轉速均為180r/min。在1.2～2.0kg/min的范圍內考察進料速率的影響，結果見圖2和圖3。

圖2進料速率對蒸余物游離TDI含量的影響

圖3進料速率對蒸余物—NCO含量的影響

　　以上是《蒸發器分離TDI-TMP固化劑中的游離TDI研究》的詳細內容。