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游离TDI脱除难题获得突破

游离TDI脱除难题获得突破

2005年05月10日

近日，由北京有机胶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轴承国国情的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4、塑料拉力实验机的使用条件：三坐标中游离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——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／IMP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。

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一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，一般都冲击强度用于评价材料抗冲击的能力或判断材料的脆性或韧性的程度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方法分离汽缸垫片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特种管材、磁性材料、光学锗元件、核级锆等小金属、新材料有望受益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。