[发明专利]异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工技术领域，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(英文缩写为TGIC)是一种杂环多环氧化合物，其具有很好的耐热、耐候、粘接性以及优异的耐高温性。目前，TGIC的主要生产工艺流程为：如附图1所示，将ECH(环氧氯丙烷)和CA(异氰脲酸)按一定配比加入反应器中，在酯化催化剂的作用下进行合成反应得到合成产物1,3,5-三异氰脲酸酯，将该合成产物与NaOH反应得到环化的TGIC粗制液，然后将TGIC粗制液过滤除渣，接着再将滤得的环化母液经过洗涤、蒸馏、结晶、分离、烘干等步骤，即得最终的TGIC产品。经试验分析表明，TGIC是综合物化性能均非常优异的固化剂，耐候性羧基聚酯粉末涂料通过TGIC固化后能抗日晒雨淋，从而有效避免涂膜的粉化或老化，因此TGIC在国内外粉末涂料行业占有十分重要的位置。

但是，随着人们对安全环保的不断重视，TGIC易造成皮肤过敏的问题已成为其不容忽视的致命缺点，严重影响了TGIC的发展应用。为此，国内外科研人员进行了大量研究，如开发β-羟烷基酰胺及异氰尿酸三-β-甲基疏水甘油酯等新型固化剂，以代替TGIC用于聚酯的固化，但β-羟烷基酰胺用于聚酯固化过程中要产生低挥发性物质，致使涂膜的表观性能不理想，而异氰尿酸三—β—甲基疏水甘油酯用于聚酯固化过程中需要使用催化剂，从而影响涂料贮存的稳定性，由此说明，迄今为止TGIC替代品的研发尚未达到理想效果，因此基于这一现实结果，开发出能够有效防止皮肤过敏的TGIC产品，这对于保证耐候性纯聚酯粉末涂料的安全、稳定地应用发展具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产安全、有效防止皮肤过敏的异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法，其步骤如下：

a)收集环化的异氰尿酸三缩水甘油酯粗制液，静置分层，取下层的环化母液，异氰尿酸三缩水甘油酯粗制液是直接采用现有技术制备得到，即采用ECH、CA、酯化催化剂以及NaOH溶液作为原料依次进行合成、环化反应后再滤去固盐废渣得到，如图1所示；

b)将环化母液置于55-100℃的条件下减压蒸馏2.4-3.5h，去除馏出液，得到蒸馏产物，所述的减压蒸馏至少分两个阶段进行，第一阶段的蒸馏温度低于第二阶段的蒸馏温度；

c)向蒸馏产物中加入纯度在99.0％以上的乙醇，然后置于冷浴装置中，在搅拌条件下冷却至6-10℃，真空抽滤、干燥，即得异氰尿酸三缩水甘油酯，所述乙醇的质量添加量是环化母液的55％-65％。

结合图1的制备工艺以及申请人的分析验证结果表明，采用传统的制备方法生产得到的异氰尿酸三缩水甘油酯产品中含有微量的ECH和甲醇，而ECH和甲醇对人体的皮肤均有刺激作用，因此，本发明采用上述技术方案产生的有益效果在于：一方面采用梯度温度对异氰尿酸三缩水甘油酯的粗制液进行减压蒸馏，这样可以有效地去除粗制液中的ECH，与现有技术的一步法蒸馏相比，异氰尿酸三缩水甘油酯成品中的ECH含量明显降低，另一方面，本发明采用乙醇取代甲醇进行异氰尿酸三缩水甘油酯的结晶提纯，这样可以有效避免产品中含有甲醇，这样通过上述技术方案的实施使得产品中对皮肤有刺激性的ECH和甲醇含量进一步减少，从而提高异氰尿酸三缩水甘油酯产品的抗过敏性和生产安全性。优选的，所述步骤b的减压蒸馏分三个阶段进行，第一阶段是在55-65℃条件下减压蒸馏0.9-1h，第二阶段是在75-85℃条件下减压蒸馏0.9-1h，第三阶段是在95-100℃条件下减压蒸馏0.6-1.5h，申请人经过研究分析表明，将环化母液通过上述的三个阶段进行减压蒸馏，这样得到的产品中ECH的残留量得以显著下降。

作为进一步的优选方案：所述步骤b是向环化母液中加入质量添加量为0.3％-1.0％的促释放剂进行混合，然后在55-100℃的条件下分三个阶段减压蒸馏去除馏出液，得到蒸馏产物，所述的促释放剂为醋酸丁酯纤维素CAB-551，在环化母液中添加少量的促释放剂醋酸丁酯纤维素CAB-551，这样可以进一步改善环化母液的蒸馏效果，经检测，与现有技术相比，在环化母液中加入促释放剂并通过三步法减压蒸馏后，异氰尿酸三缩水甘油酯产品中ECH的含量降低了87％以上。

更为具体的方案为：所述步骤c真空抽滤后得到的湿料进行了如下处理：