[发明专利]一种合成氨纶防黄剂UDT的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成双(N,N-二甲基酰肼氨基-4-苯基)甲烷又名氨纶防黄剂UDT的工艺方法，此方法合成的氨纶防黄剂UDT产品纯度高、性状好。

背景技术

氨纶防黄剂UDT(又名防黄剂HN-150)是偏二甲肼(UDMH，即1,1-二甲基肼)的下游产品，是氨纶生产中必需的助剂之一。氨纶即聚氨酯弹性纤维，是一种具有纤度细、弹力高、弹性模量大、比重小、染色性好和牢度好等优良性能的新型纤维。我国氨纶作为全球最大的生产国，2013年年产量达38.97万吨，生产量呈逐年增长趋势。氨纶防黄剂UDT是一种特殊的光稳定剂，能提高纤维的耐光稳定性和耐氧化氮色牢度，防止纤维泛黄，同时保证纤维具有一定强度与良好弹性，另外，氨纶防黄剂UDT还可以用作纤维颜料(涂料色浆)印花的黏合剂。作为一种高效的氨纶材料抑黄剂，其市场需求主要依托于聚氨酯行业，如氨纶纤维、合成革、人造革等材，工业添加量通常在0.5％～1％范围内，在各应用领域的消费比例依次是氨纶纤维89％、合成革6％、人造革5％。高效氨纶防黄剂各应用领域年均增长率依次是氨纶纤维11％、合成革9％、人造革8％。鉴于聚氨酯行业所具有的无可替代的特性与优势，使得氨纶防黄剂UDT需求量逐年上升，不仅在国内有很大的需求量，在工业飞速发展的国外也有很大的市场需求。目前，国内氨纶防黄剂(UDT)需求量相当可观，每年需要3000吨左右。长期以来，由于工艺不完善以及原材料限制，国内氨纶防黄剂不能有效供应，过分依赖进口，制衡整个纺织产业链的健康发展。

合成氨纶防黄剂UDT的原料偏二甲肼是一种性能优良的液体火箭燃料，在国防和航天领域有着广泛的应用，在空间运载火箭、鱼雷、大气层外空间小火箭、以及导弹等武器装备上的应用占有重要地位。作为推进剂使用的偏二甲肼指标要求非常高(纯度≥98％，水份≤0.25％)，很多装载有偏二甲肼推进剂的武器装备服役期满需要淘汰，或在生产、贮存、使用过程中势必会产生大量偏二甲肼废液，如果按照传统的焚烧、降解等方法处理，势必造成很大资源以及能源浪费，同时也会造成一定的环境污染。因此，在处理报废偏二甲肼问题上，将其转化为高附加值的下游产品，将是更有实际意义的途径。作为火箭发动机试验单位，我单位每年都会产生偏二甲肼废液，把废液用于生产民用产品氨纶防黄剂UDT，既能节约能源、降低污染物处理成本，又可增加单位收益。

目前，国内外对氨纶防黄剂UDT的合成工艺均有相关研究，现有的国内及日本使用的生产工艺均为把偏二甲肼与溶剂的混合溶液加到4,4’-甲撑二苯二异氰酸酯(MDI)与溶剂的混合溶液中进行反应。此工艺中产物对原料MDI的包夹比较严重，在产品干燥过程中，因加热使包夹的原料MDI发生聚合反应，从而严重影响产品质量。另外，国外使用偏二甲肼相对MDI过量20％的投料量进行生产，此方式虽然能保证MDI的完全反应，但是偏二甲肼的大大过量致使反应产物因残留的偏二甲肼发生氧化反应而颜色泛黄，影响产品质量。同时，上述方法中使用的偏二甲肼溶液纯度要求很高，一般选用纯度必须大于≥98％。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种工艺简便、高效、实用，产品纯度高、性状好，用于合成氨纶防黄剂UDT工艺。

本发明的具体技术方案是：

一种合成氨纶防黄剂UDT的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)在搅拌条件下将原料MDI溶于甲苯溶液中，配制成浓度为0.2～0.4g/ml的MDI甲苯溶液；

2)在反应容器中，将甲苯溶液和偏二甲肼溶液按体积比3:1～5:1混合配制出偏二甲肼甲苯溶液；

3)将步骤1)所得MDI甲苯溶液以30～60mL/min的速度加入到步骤2)所得偏二甲肼甲苯溶液中，滴加完毕后，在温度为30℃下，按20～30r/min的搅拌速率，反应30min，静置0.5～1.5h后，过滤分离得到粗品氨纶防黄剂UDT和甲苯滤液；

4)将步骤3)所得粗品氨纶防黄剂UDT于120～130℃条件下真空干燥2～3h得到最终产物。

上述步骤1)中的原料MDI溶液与步骤2)中的偏二甲肼溶液的质量比为100:52～100:57。

更进一步的方案是:上述步骤2)中的甲苯溶液和偏二甲肼溶液体积比3.5:1～4.5:1。

最优化的方案是:上述步骤2)中的甲苯溶液和偏二甲肼溶液体积比4:1。

上述步骤3)所得的甲苯滤液直接返回至步骤2)中使用；使用的次数为3-4次。

上述经过权利要求4使用后的的甲苯溶剂采用蒸馏的方法回收直接用于步骤1)或步骤2)的溶液配制中。