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在采用高真空两级薄膜蒸发器分离TDI(甲苯二异氰酸酯)-TMP(三羟甲基丙烷)固化剂中的游离TDI的(文章来源环球聚氨酯网)小试基础上，进行了中试研究。对影响分离的主要因素进行了探讨，确定了较优的中试操作条件。并对设备进行了改造，成功实现了连续性生产。分离后的固化剂用溶剂稀释，所得产物游离TDI含量小于0.5%，—NCO含量大于12.8%，固含量大于75%，达到了分离的目的。

关键词：游离甲苯二异氰酸酯;薄膜蒸发器;聚氨酯;TDI-TMP固化剂;分离

0引言

聚氨酯固化剂广泛应用于涂料、胶粘剂和各种材料中，TDI-TMP固化剂是我国产量最大的一类聚氨酯固化剂。然而，国产的TDI-TMP固化剂中普遍含有2%以上的游离TDI。游离TDI是剧毒物质，对人体危害很大。我国从2002年开始实施的GB18581—2001规定，固化剂中游离TDI的含量必须低于0.7%[1]，而发达国家更要求游离TDI含量低于0.5%，即所谓的无毒级。降低游离TDI含量的方法归纳起来有分子筛吸附法[2]、萃取法[3]、化学法[4]、薄膜蒸发法。其中，薄膜蒸发法最为经济有效，已经在发达国家得到广泛的应用。我国学者对薄膜蒸发法也进行了大量的研究，已经在小型的试验中取得突破[5]。但小试的处理量小，还没有达到工业化水平。同时小试都是间歇式进行的，生产效率低，每次分离后都要浪费大量溶剂清洗设备。针对上述问题，本文在小试成功的基础上，开展了中试研究，探讨了影响蒸发效果的各种因素，确定了较优的操作条件，并对设备进行了改造，成功实现了连续性生产。

1实验部分

1.1实验设备与原料

甲苯二异氰酸酯(TDI-80)：工业级，巴斯夫;三羟甲基丙烷(TMP)：工业级，中国石油吉化集团;乙酸丁酯：工业级，市售。

实验装置是与广东嘉宝莉化工有限公司联合开发的二级薄膜蒸发器，蒸发面积约为1m2，其流程图如图1所示。

1.2分析方法

采用二正丁胺-盐酸滴定法测定—NCO含量，采用气相色谱法分析测定TDI含量。仪器型号：PERKINELMER公司的AutosystemXLGaxChromatograph。采用的标准为《聚氨酯涂料中游离异氰酸酯的气相色谱分析》。

1.3合成工艺

称取100kgTMP，加热熔融，保温至60℃以上备用。将381.5kgTDI和481.5kg乙酸丁酯加入反应釜中，升温至50℃。将熔融的TMP滴加至TDI与乙酸丁酯中，滴加时间不少于30min，滴加温度不高于55℃。滴加完毕后，升温至60℃反应5h，制得待分离的TDI-TMP固化剂。

1、2—反应罐;3～20—截止阀;21～23—齿轮泵;24、25—气动式隔膜泵;26—转子流量计、27、28—薄膜蒸发器;29、30—恒温冷水;31、32—刮板电机;33、34—恒温热油;35、36—真空系统;37、38、40—回收罐、39—兑稀罐;41、42—冷阱

图1二级薄膜蒸发器流程图

1.4分离工艺

预先在反应罐1、2中合成待分离的固化剂。将160kg的乙酸丁酯放入兑稀罐39中，开启搅拌，升温至70℃。开启恒温热油33、34，设定为所需的温度;开启恒温冷水29、30，设定为3℃;开启真空机组35、36，打开阀门7、8、12、14、15、16，调节至所需的真空度;开启薄膜蒸发器刮板的31、32，调节至合适的刮板转速。依此打开阀门4、5、6、11，固化剂从反应罐中进入1级薄膜蒸发器，溶剂被分离出来并进入回收罐37。一级蒸余物进入2级薄膜蒸发器，TDI被分离出并进入回收罐38，蒸余物进入兑稀罐39，经溶剂稀释后出料。反应罐1中的固化剂分离完毕后，关闭阀门4，打开阀门3，开始分离反应罐2中的固化剂。打开阀门13、17，开启泵24、25，将分离出来的组分转入回收罐40中，再转入反应罐1中，利用回收的TDI和溶剂重新合成固化剂。待反应罐2的固化剂分离完毕后，即可重复上述操作，分离反应罐1中的固化剂。

2结果与讨论

本研究采用二级薄膜蒸发器分离游离TDI，一级薄膜蒸发器的主要目的是分离出固化剂中的溶剂，并使固化剂在进入二级薄膜蒸发器前充分预热。已确定的一级分离的操作条件(蒸发温度为130℃，蒸发绝对压力为5000Pa)完全能达到目的。因此，本文只探讨影响二级分离的主要影响因素。

2.1进料速率对蒸余物残留TDI含量的影响

维持一级分离条件不变，使二级蒸发温度为170℃，二级蒸发真空度为80Pa，刮板转速均为180r/min。在1.2～2.0kg/min的范围内考察进料速率的影响，结果见图2和图3。

图2进料速率对蒸余物游离TDI含量的影响

图3进料速率对蒸余物—NCO含量的影响

　　以上是《蒸发器分离TDI-TMP固化剂中的游离TDI研究》的详细内容。