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    薄膜蒸发器在涂料中的应用或突破,通过该技术可使聚氨酯固化剂中游离TDI含量降到0.2%以下。

游离TDI脱除难题获得突破 将有力推动我国环境友好型涂料发展
中国化工报  2005年5月10日 第6版


    本报讯 (记者 梁曦) 近日,由北京化工大学和上海华生化工有限公司、北京新特科技发展公司联合攻关的具有自主知识产权的涂料用环境友好型聚氨酯固化剂系列产品全套工程化技术及装备,在北京通过了中国石油和化学工业协会科技办组织的鉴定。

   目前他们已依靠该技术生产出符合中国国情的S685聚氨酯固化剂,很好地解决了我国涂料行业长期未能解决的聚氨酯涂料中游离TDI的脱除难题,结束了此类固化剂产品只能依靠进口的时代,产品达到国际领先水平。

   聚氨酯涂料固化剂中的游离TDI有毒,其清除技术是国际上共同关注的难题。国外发达国家一般采用两种方法来清除游离单体,一种是溶剂萃取法,操作流程长、损耗大。另一种是薄膜蒸发法,但由于适用于单体分离的蒸发器设计复杂,工业化中相关技术难度很大,世界上只有极少数国家攻克了该项技术,技术保密性极强,未见公开的工业化报道。

   北化大和新特公司与国内最大的聚氨酯涂料固化剂生产企业之一——上海华生化工有限公司联合起来,经过3年多的攻关,投资数千万元,终于生产出S685型预聚物并达到工业化规模。

   对于聚氨酯固化剂中游离TDI含量,发达国家一般限定在0.5%以下。该项目负责人、北京化工大学教授杨村介绍,通过这项技术可使聚氨酯固化剂中游离TDI含量降到0.2%以下。

   目前,该技术已分别应用在华生公司1000吨/年、4000吨/年、6000吨/年生产线上,累计生产达万吨,设备运行可靠,产品质量稳定。该成果同时也为其他涂料用固化剂中异氰酸酯游离单体的脱除及非涂料行业同类产品异氰酸酯单体的脱除闯出了一条新路。

   据了解,目前我国聚氨酯涂料产量达到40万~50万吨。其所用的固化剂——TDI/TMP加成物和S685聚氨酯固化剂(或称TDI的预聚物)国内年需求量在15万吨以上。

    在近日北京召开的涂料用环境友好型聚氨酯固化剂系列产品全套工程化技术及装备鉴定会上,著名涂料专家虞兆年、朱传棨、江磐、洪啸吟、张俊智、刘国杰和国家化工生产力促进中心主任胡迁林等都对该成果给予高度评价。从事涂料研究59年的涂料界泰斗虞兆年先生说:“薄膜蒸发器在涂料中的应用是一个很大的突破。国外50年前就有了这种技术,我们用了3年多把它攻关成功,没花国家一分钱,并且赶上国际水平,对涂料工业有划时代意义。”图为鉴定会专家合影。


   
背景资料

   聚氨酯涂料即聚氨基甲酸酯涂料,具有优异的物理机械性能,在国防、基建、化工防腐、车辆、飞机、木器、电器、体育用品、地坪、跑道等方面都得到广泛的应用。由于所含异氰酸酯单体通常都有毒,现场施工时,往往先将异氰酸酯单体同含羟基的物质先制成含有活性—NCO的多异氰酸酯(通常称为固化剂),再以一定比例同含活性基团的物质配合后施工。

   聚氨酯固化剂,一般是由聚酯、聚醚等含羟基低聚物或多元醇与二异氰酸酯反应而成。其质量性能与原料种类、配方技术、加工工艺技术等密切相关。用传统方法合成的异氰酸酯加成物或预聚物中,一般都含有一定量的游离异氰酸酯单体,它不但影响固化剂的性能,而且因其沸点较低、挥发性较大,使产品具有刺激性气味,既污染环境,又对施工人员的身体有极大危害。因此,固化剂中游离单体的清除成为制约产品质量的重要因素。

   聚氨酯固化剂中游离单体的清除是国际上共同关注的难题。我国对采用薄膜蒸发器方法分离固化剂中游离单体的研究十分重视,上海涂料工业研究所,北方涂料化工研究院和不少高校都进行过长期的研究,也取得了一些成果。原化工部曾将该项目连续两个五年计划列为重点攻关项目,终因难度太大及其他原因,未能完成。

    据专家介绍,S685在预聚物里是最难制造的。S685中游离TDI的分离比TMP/TDI加成物中游离TDI的分离困难得多。国际上一些知名企业认为,如在不影响固化剂性能的前提下,无论用什么方法将S685中的游离TDI脱除至国际标准都是不可能的。

   北化大和新特公司在薄膜蒸发技术领域具有成功经验,尤其是在分子蒸馏技术的工业化应用方面居国内领先、国际先进水平,获得了国家科学技术进步二等奖和原化工部科学技术进步一等奖。他们和上海华生化工有限公司联合攻关的这项成果填补了国内空白。该成果通过在工艺技术及装备技术的多项重要创新,如开发了新颖的固化剂的合成工艺等,提高了加成物或预聚物的品质;采用了独特分离工艺,解决了分离过程中固化剂在设备内的高温自聚固化问题;设计了适用于高熔点、高粘性、易聚合固化剂分离的分子蒸馏成套设备,首次在国内成功地应用于大规模工业化生产。

每周点评:工欲善其事必先利其器
作者: 全国涂料工业信息中心 魏仁华 中国化工报 2005-5-10 


    近日,薄膜蒸发技术在涂料中的应用和工业化获得了突破。对于薄膜蒸发器,我们可以说既熟悉而又陌生。说熟悉是由于国外早在上世纪50年代就开始采用这种设备去除游离TDI,涂料界老前辈虞兆年也早在1974年第一版的《涂料工艺》中就对它进行了描述。用这种设备生产的代表性产品———德国拜耳公司的DesmodurL系列产品也早已被我国涂料行业所熟知。说陌生是因为直到本世纪初,限于进口产品那1000多万元的身价,薄膜蒸发器对我国绝大部分涂料和树脂固化剂企业来说仍是一个可望而不可及的产品。所以这次北京化工大学和上海华生化工公司的成功具有非常重要的意义。

    2002年国家颁布了GB18581-2001《室内装饰装修材料溶剂型木器涂料中有害物质限量》强制标准,对涂料中游 离TDI含量的要求作出了较为严格的限定,因而在我国涂料行业,尤其是在聚氨酯涂料行业引起了不小的震动。为了达标,国内许多涂料企业都不得不大批采购价格相对昂贵的进口固化剂产品,这一方面使国外企业生意兴隆、财源广进,而另一方面却造成了国内企业生产成本的上升和受制于人,不利于我国涂料产业的长期健康发展。

    据促成北京化工大学与华生公司联合攻关的中国涂料工业协会副理事长江磐回忆,为了解决聚氨酯涂料中游离TDI含量问题,她于上世纪90年代访问了掌握薄膜蒸发技术的某国际大公司,谈及技术转让,他们的答复是:本世纪内不会与中国涂料界合作!所以这项研究的成功不仅有利于我国涂料行业降低成本,增强市场竞争能力,同时也增强了民族涂料产业的自信心。

    这项研究还让人体会到了中国的古话:工欲善其事,必先利其器。由薄膜蒸发器的问题延伸开来,我国民族涂料产业要实现腾飞,不但要重视产品本身的技术研发,还必须重视生产和施工设备的革新与改造。首先,只有依靠先进的设备才能生产出高质量、高档次、高技术含量的产品。其次,合理高效的生产工艺和生产设备对于降低企业生产成本、提高市场竞争能力也将起到十分关键的作用。第三,对于涂料这种中间商品,只有有效地施工到被涂物体上才能真正体现其最终价值,而在此环节中涂料产品必须与施工设备“紧密合作”。

相关文献:
  分子蒸馏技术在游离TDI分离上的应用 PDF文件下载 
【刊  名】 中国涂料, 2003年 05期 
【作  者】 王建中 
【机  构】 上海华生化工厂 
【关键词】 蒸馏技术 游离TDI 分离 


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