氨纶工业溶液纺丝法用溶剂的精制方法技术

本发明专利技术公开了一种氨纶工业溶液纺丝法用溶剂的精制方法，它是在一种氨纶工业溶液纺丝法用溶剂中加入含有一个或多个异氰酸酯基团的化合物，进行反应，然后进行蒸馏分离。本发明专利技术的方法工艺简单，成本低廉，适合于大规模工业生产。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
目前广泛用于氨纶工业的主要溶剂体系是二甲基甲酰胺(DMF)，一种无色透明基本呈中性的有机溶剂。DMF作为氨纶生产的溶剂体系，其用量约占原液重量的67％。溶剂的质量优劣对氨纶的合成及氨纶丝的品质有着至关重要的影响。为了提高聚合原液的质量，提高氨纶丝的品质，对进一步提高DMF品质的研究是非常有必要的。通常在实验室内，DMF溶剂的精制方法是通过4A的分子筛除水。若含水较高时，可以通过加入适量的氢氧化钾，搅拌并放置24小时，分去水层。同时除去甲醇等杂质。为了脱去残余水分，加入大量试剂级苯，在常压下蒸馏，在130C以上的馏分中加入P2O5搅拌4小时后，分出上层清液，加入KOH搅拌2小时分离，液体再在氮气保护下减压蒸馏，收取中间馏分即为纯净的二甲基甲酰胺。由此可见，这种精制方法由于其复杂性而无法直接引用于工业生产中。工业生产中，DMF的精制通常是采用物理精馏的方法。但由于氨纶生产中，使用原料种类多，混入DMF中杂质成分复杂(如含有水分、-OH、-NH2、-COOH等一些活性基团)，这些活性基团的存在，在连续化精馏中很难彻底除去，对聚合反应影响较大。本专利技术的目的在于提供一种工艺简单、低成本的。本专利技术的，是在所述氨纶工业溶液纺丝法用溶剂中加入含有一个或多个异氰酸酯基团的化合物，进行反应，然后进行蒸馏分离。本专利技术用于精制的氨纶工业溶液纺丝法用溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、甲苯、甲乙酮。在本专利技术中，所使用的异氰酸酯化合物常压下沸点高于160℃，包括异氰酸苯酯(沸点163℃(55℃/13×133.32Pa))，异氰酸十一酯(沸点103℃(3×133.32Pa))，甲苯二异氰酸酯(沸点246℃)，二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯(沸点196℃(5×133.32Pa))，1，6-己二异氰酸酯(沸点130℃(14×133.32Pa))，苯二亚甲基二异氰酸酯(沸点151℃(6×133.32Pa))，萘1，5-二异氰酸酯(沸点167℃(5×133.32Pa))，甲基环己基二异氰酸酯(沸点90℃(133.32Pa))，四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(沸点150℃(0.4kPa))，以及它们的高沸点衍生物。在本专利技术中，所使用的异氰酸酯化合物加量的计算方法为(单位公斤) 公式中分母的数字(15-45)表示溶剂杂质中所含的反应性基团的当量范围，它们包括羟基(-OH当量17)、胺基(-NH当量15)、羧基(-COOH当量45)和水(按羟基计算)。实际中最终的准确加量可以由色谱结果确定，同时考虑成本，其所测的结果应达到工业生产标准。本专利技术采用化学方法与物理方法相结合的办法，证明是行之有效的。即首先利用活性反应试剂(含异氰酸酯基)与溶剂中的-OH(包括水)，-NH，-COOH活性基团反应形成高沸点的物质(反应方程如下)，然后通过蒸馏将高纯度DMF分离，而高沸点的物质从塔底抽出，从而达到纯化的目的。 NoteR＂＝HO，RO，R-NH，R-COO本专利技术的方法工艺简单，成本低廉，精制后溶剂的纯度可达99.99％。下面结合附图和实施例进一步描述本专利技术。附图说明图1为实施例1溶剂精制前气相色谱分析图谱图2为实施例1溶剂精制后气相色谱分析图谱图3为实施例1溶剂精制前紫外吸收图谱图4为实施例1溶剂精制后紫外吸收图谱实施例1(在实验室)取溶剂纯度为99.5％的未精致DMF(是二甲基甲酰胺)1000ml放入已装配有蒸馏装置的三口烧瓶中，三口烧瓶置于加热煲中，设定加热温度170℃，打开加热开关和冷凝水，按照公式计算出加入异氰酸酯的量，以MDI(二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯)为例，其当量为125，计算加入量为13～39克，加入30克，从入料口加入后盖上瓶塞，直至蒸馏结束，取152℃馏份，即为精制DMF。对精制前后的溶剂进行气相色谱、紫外吸收测定，图谱如图1-4所示。气相色谱分析结果(图1～2)表明精制前的溶剂样品有杂峰，而精制后的溶剂样品无此杂峰。紫外吸收光谱分析通过紫外吸收光谱也可以确定样品中是否有外来物质，对该溶剂样品的紫外吸收分析表明(图3～4)精制前的溶剂样品在400nm附近有一个十分明显的吸收，精制后的溶剂样品无此吸收。说明溶剂样品杂质吸收波长为400nm的，可以通过精制除去杂质。实施例2(在工业中)在溶剂精馏塔之前的输入管线上，接一专门加工的固体进料容器，在溶剂DMF进料循环时，加入计算量的异氰酸酯，以MDI为例，与溶剂一起泵入精馏塔，并蒸馏，取152℃馏份进入反应器。因工业生产的成本考虑，在加入量的计算范围内，可调整加量至最佳。权利要求1.一种，其特征在于提供一种氨纶工业溶液纺丝法用溶剂，然后在所述溶剂中加入含有一个或多个异氰酸酯基团的化合物，进行反应，然后进行蒸馏分离。2.按照权利要求1的方法，其中所述含有一个或多个异氰酸酯基团的化合物包括常压下沸点高于160℃的异氰酸苯酯，异氰酸十一酯，甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯，1，6-己二异氰酸酯，苯二亚甲基二异氰酸酯，萘1，5-二异氰酸酯，甲基环己基二异氰酸酯，四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯，以及它们的高沸点衍生物。3.按照权利要求1的方法，其中所述氨纶工业溶液纺丝法用溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、甲苯、甲乙酮。4.按照权利要求1的方法，其中所述含有一个或多个异氰酸酯基团化合物的加入重量范围为(1-所述溶剂纯度％)×所述溶剂的重量×异氰酸酯当量/15～45。全文摘要本专利技术公开了一种,它是在一种氨纶工业溶液纺丝法用溶剂中加入含有一个或多个异氰酸酯基团的化合物,进行反应,然后进行蒸馏分离。本专利技术的方法工艺简单,成本低廉,适合于大规模工业生产。文档编号D01D1/00GK1358887SQ0013210公开日2002年7月17日 申请日期2000年12月13日 优先权日2000年12月13日专利技术者罗向东, 张小莉, 徐坚 申请人:中国科学院化学研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氨纶工业溶液纺丝法用溶剂的精制方法，其特征在于提供一种氨纶工业溶液纺丝法用溶剂，然后在所述溶剂中加入含有一个或多个异氰酸酯基团的化合物，进行反应，然后进行蒸馏分离。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗向东，张小莉，徐坚，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]