二（三氯甲基）碳酸酯合成1，5-萘二異氰酸酯工藝研究

常曉龍（新疆化工設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，新疆烏魯木齊 830006）

二（三氯甲基）碳酸酯合成1，5-萘二異氰酸酯工藝研究

常曉龍（新疆化工設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，新疆烏魯木齊 830006）

本文主要研究了二（三氯甲基）碳酸酯代替氣態(tài)光氣合成1，5-萘二異氰酸酯工藝，考察了物料配比、催化劑對(duì)反應(yīng)的影響，并對(duì)合成工藝進(jìn)行了優(yōu)化。

二（三氯甲基）；碳酸酯；異氰酸酯；合成

有機(jī)異氰酸酯是一種重要的基本有機(jī)化工原料，不但能用于合成聚氨酯彈性體方面，而且可以用于合成一系列氨基甲酸類殺蟲(chóng)劑、除銹劑、固化劑以及殺菌劑等等。本文研究的1，5-萘二異氰酸酯主要用于是用于制備聚氨酯的原料。目前工業(yè)上異氰酸酯生產(chǎn)主要以光氣法為主，但是光氣有毒，對(duì)環(huán)境有害，本文將采用二（三氯甲基）碳酸酯代替氣態(tài)光氣對(duì)1，5-萘二異氰酸酯的合成工藝進(jìn)行了研究，對(duì)工業(yè)化生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。

1 實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程

首先取一1000 mL四口燒瓶，稱取30 g（0.19 moL）115A、2.4 g（8%）活性炭溶于400 g氯苯中；升溫至136℃回流分水1h，分出約20 g氯苯-水混合液另處理，釜內(nèi)料液保溫備用；另取一1000 mL四口燒瓶，常溫水浴，稱取75 g（0.25 moL）固體光氣、溶解于200 g氯苯與100 g上批次一次母液中；溶解清澈透明后，降溫至室溫25-30°C；開(kāi)啟尾氣吸收，迅速投入（1）115A-活性炭-氯苯混合溶液，然后繼續(xù)攪拌50-60 min；然后緩慢升溫，控制升溫速度不超過(guò)0.5°C/min；升溫至70°C約1 h，70-90°C升溫約1.5 h，90-130°C升溫約1.5 h，然后再升溫至130°C回流反應(yīng)1h，此過(guò)程冷凝器夾套采用冷凍鹽水回流；反應(yīng)完畢后，通入微量氮?dú)?，常壓蒸出含光氯苯約400-500 g左右；蒸餾結(jié)束后，趁熱過(guò)濾，濾渣烘干稱重計(jì)量；濾液集中濃縮；將上述濾液濃縮至約150 g左右后，停止?jié)饪s，然后自然冷卻至室溫后，然后采用冰水冷卻至0°C，然后在0°C下繼續(xù)攪拌30 min；過(guò)濾上述濃縮液，濾渣于烘箱中75-85°C烘干2 h，濾液集中回收返回至下批次作為溶劑使用。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 物料配比的影響

借鑒以前的氣光生產(chǎn)工藝，本文選擇氯苯作為溶，以反應(yīng)收率為指標(biāo)，考察了物料配比對(duì)反應(yīng)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表1：

表1 物料配比的影響

由上述結(jié)果可以看出，當(dāng)固體光氣的投料量較少時(shí)，產(chǎn)品收率較低，原因是反應(yīng)原料沒(méi)有完全轉(zhuǎn)化成目的產(chǎn)物，又與生成的NDI反應(yīng)生成脲，形成大量的副產(chǎn)。當(dāng)固定NDA的投料量時(shí)，隨著固光投料量的增加，反應(yīng)收率呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)。

2.1.1 活性炭的影響

（1）活性炭的篩選

活性炭又稱活性炭黑，活性炭主成分除了碳以外還有氧、氫等元素。本文以收率為指標(biāo)，考察了幾種不同類型的活性炭對(duì)反應(yīng)的影響，

在活性炭的篩選實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出，型號(hào)為SAC-02B-02的活性炭效果最好，因此本文也選擇此型號(hào)的活性炭繼續(xù)后面的研究。

（2）活性炭投料量的考察

在確定了活性炭的型號(hào)之后，又以收率為指標(biāo)，考察了活性炭投料量對(duì)反應(yīng)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表2：

表2 活性炭用量的影響

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，當(dāng)固定原料配比時(shí)，隨著活性炭投料量的增加，反應(yīng)收率也隨之增加，但是當(dāng)活性炭的投料量為3g及3g以上時(shí)，反應(yīng)收率基本上趨于穩(wěn)定。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)確定了二異氰酸酯（NDI）合成的基本條件，確定了反應(yīng)的影響因素，包括物料配比、活性炭等因素，通過(guò)對(duì)各因素的考察，得到的最優(yōu)的工藝條件為：按NDA，BTC，活性炭（摩爾比1：1.33：1.32）投料，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)，反應(yīng)收率達(dá)到94.75%。

［1］鐘立.異氰酸酯的合成與應(yīng)用［J］.化工進(jìn)展，2000，19（4）：50-51.

［2］劉玉海，趙輝，李國(guó)平等編著.異氰酸酯［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004：1-65.

常曉龍（1988-），男，碩士，2014年6月畢業(yè)于湖南湘潭大學(xué)，助理工程師，2014年7月就職于新疆化工設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司。