薄膜蒸发分离聚氨酯固化剂中的TDI(2)

　　1．3分析方法
               
　　NCO含量用二正丁胺一盐酸滴定法；游离TDI含量采用型号为Fr—IRSpectrometerSPECTRUM2000的气相色谱仪和《聚氨酯涂料中游离异氰酸酯的气相色谱分析》的分析方法进行分析；固体含量按国家标准GB／T1725-1979的方法进行测量。

　　2结果与讨论
               
　　实验研究中发现影响分离的最主要因素是分离温度和进料时间。刮膜器转速、真空度对分离也有影响，但在中试研究中设备较大，需要L~DI设备，有待将来进一步完善。对现有试验设备而言，刮膜转速和真空度是固定的，因此在中试期间仅考察温度和进料速率两个最重要的因素。

　　温度是影响分离结果最重要的因素之一。分离温度低，TD1分离不完全，分离温度高容易导致副反应而堵塞设备。当分离柱中导热油温度低于160℃时，分离后的固化剂中游离TDI含量高于1％，产品达不到要求。这是因为在温度较低的情况下，当预聚物流过分离柱时，预聚物中的TDI还得不到足够的热量，不能使大量TD1分子从预聚物中逸出。随着分离温度的升高，溶剂和TDI减少，游离TDI含量下降。因为当分离柱中导热油温度超过190oC时，TDI和预聚物上的NCO基因会大量与预聚物中的氨基甲酸酯反应生成脲基甲酸酯，导致分子质量增大，粘度增大，如果时问过长就会引起凝胶而堵塞设备，所以温度的设定对分离的顺利进行影响很大。一级分离的主要任务是分离醋酸丁酯，但也会有少许的TDI蒸馏出来，所以一级分离的温度不需很高，我们设置一级分离柱的油温为130℃，可以将醋酸丁酯在一级分离中分离完全。在实验室研究的基础上，我们分别设置二级分离柱温度为150、160、170、180和190℃进行分离。

               
　　进料流量是影响分离结果的又一重要因素。流量太大，物料没有被完全加热，溶剂和TDI不能有效分离出来；流量太小，物料在设备中停留时间长，被加热的时间也长，导致副反应大量发生，会引起粘度急剧增大，甚至凝胶而堵塞设备。通过对实验室研究的成倍放大，我们将流量分别设置为27、25、23和21kg／h分离柱温度由低到高、进料流量由高到低可以避免堵塞现象的发生。

　　2．1蒸馏温度对分离TDI的影响
               
　　分离柱设备一级、二级刮膜转速均为155r／min，一级分离柱真空为5000Pa(绝对压力)，二级分离柱真空为80Pa(绝对压力)，进料流量为25kg／h，一级分离柱温度为130℃，二级分离柱温度分别设置150、160、170、180和190℃，分离结果见图2．从图中可以看出，随着温度的升高，分离后固化剂中游离TDI含量和NCO含量随之降低。要使分离结果能够达到《室内建筑装饰装修材料有害物质限量》所规定的要求，分离温度不能低于170℃，而当温度高于190℃时，容易使固化剂在分离过程中发生凝胶而堵塞设备，所以分离温度一般不要高于190℃，但这不是绝对的，如果停留时间很短，比如采用离心分子蒸馏设备，停留时间很短，温度可以高一些。

　　2．2进料流量对分离TDI的影响
               
　　分离柱设备一级、二级刮膜转速均为155r／min，一级分离柱真空为5000Pa(绝对压力)，二级分离柱真空为80Pa(绝对压力)，一级分离柱温度为130℃，二级分离柱温度设置为180℃，进料流量分别选为27、25、23和21kg／h，实验结果见表1．从表中可以看出，进料流量越小，TDI和NCO含量越低，这是由于在传热面和传热推动力不变的情况下，流量越小，单位质量获得的热量越多，TDI的挥发越容易所致。