一種高濃度n –苯基馬來酰亞胺反應(yīng)液的后處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于精細(xì)化學(xué)品領(lǐng)域范疇，是一種高濃度耐熱改性劑N -苯基馬來酰亞胺反應(yīng)液的后處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]N-苯基馬來酰亞胺(N-PMI)是近年來興起的一種高分子耐熱改性劑，主要用于ABS、PVC、PMMA樹脂和感光材料的耐熱改性。目前，國(guó)外有日本大八化學(xué)公司、美國(guó)杜邦公司、德國(guó)拜爾公司等少數(shù)幾家大的公司生產(chǎn)N-PMI，國(guó)際市場(chǎng)的產(chǎn)量在8萬噸以上。國(guó)內(nèi)有清華紫光、西北化工研究院、杭州欣陽(yáng)三友化工、蘭州石油化工等廠家生產(chǎn)N-PMI，全國(guó)產(chǎn)量?jī)H為5000噸/年，且國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品雜質(zhì)含量高，顏色不純，保質(zhì)期短，含量只有97%，低于進(jìn)口產(chǎn)品98%的標(biāo)準(zhǔn)。目前由于市場(chǎng)的需求，需要大量從國(guó)外進(jìn)口，2010年從國(guó)外進(jìn)口 12000噸。而我國(guó)是世界塑料大國(guó)，預(yù)計(jì)到2015年我國(guó)N-MPI需求量將達(dá)5~6萬噸。因此對(duì)N-PMI的開發(fā)，可以滿足國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，改變?cè)摦a(chǎn)品長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面，具有重要的社會(huì)效益。如何提高N-PMI的收率和含量，改善產(chǎn)品的顏色，較少晶粒大小，延長(zhǎng)保質(zhì)期成為當(dāng)前該技術(shù)領(lǐng)域的主要問題。
[0003]N-PMI反應(yīng)液的后處理方法主要是先中和，后水洗(一次或多次)，然后蒸餾成品，最后將成品在醇類或環(huán)己烷等溶劑中重結(jié)晶得到N-PMI產(chǎn)品。目前并沒有特別針對(duì)N-PMI反應(yīng)液后處理方法的專利。CN102399180A提及將反應(yīng)液倒入弱堿性水溶液中洗滌至中性，再用水洗，再旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋蒸得到N-PMI粗品，再加入環(huán)乙烷重結(jié)晶，純度97%，產(chǎn)率97%。該法先中和再水洗，導(dǎo)致順酐大量損失在中和工序中，造成原料浪費(fèi)，最后重結(jié)晶，所得產(chǎn)品純度仍達(dá)不到98%的國(guó)際水平。CN102850253A涉及一種N-PMI的精制方法，在精制料液中添加穩(wěn)定劑，通過精餾工藝精制，精餾餾分制成片狀或顆粒狀固體而成型。收率95.2%，含量99.8%。該穩(wěn)定劑實(shí)際上是一種阻聚劑，留在了產(chǎn)品中成為新的雜質(zhì)，且該法收率不高。CN1962634A涉及N-PMI反應(yīng)液的后處理方式為直接將反應(yīng)液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上脫除甲苯，再加入環(huán)己烷或甲醇中重結(jié)晶，收率為85~93%。該法未進(jìn)行水洗或中和，導(dǎo)致順酐大量滯留，會(huì)影響產(chǎn)品的純度、外觀和保質(zhì)期，還浪費(fèi)了原料。此外，重結(jié)晶會(huì)大大影響收率，且多使用了一種重結(jié)晶溶劑就多了一道溶劑的回收工序。CN101875626A也采用了相同的方法進(jìn)行了后處理，產(chǎn)率為86~92%。CN102633706A提到的后處理方法是將反應(yīng)液降溫至_5~0°C，抽濾得到粗品N-PMI，再將粗品與精制溶劑中，加入白土、縛酸劑，升溫溶解至透明，過濾、冷卻、結(jié)晶，干燥，得到產(chǎn)品N-PMI，純度為99.12~99.18%，未提及收率。該方法首先要降溫至0°C以下，該工藝條件比較苛刻。還加入了一系列的其他物質(zhì)，不環(huán)保，也難回收。整體流程也比較長(zhǎng)，雖然所得產(chǎn)品的純度高，但是會(huì)影響收率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明涉及一種高濃度N -苯基馬來酰亞胺反應(yīng)液的后處理工藝。
[0005]本發(fā)明高濃度N -苯基馬來酰亞胺反應(yīng)液的后處理工藝，該反應(yīng)液的濃度為22%~47%，其特征在于將該反應(yīng)液先進(jìn)行水洗再進(jìn)行中和，然后于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中脫除溶劑即得產(chǎn)品，無需經(jīng)過重結(jié)晶工序，其工藝包括N-苯基馬來酰亞胺的水洗，中和以及溶劑的脫除。
[0006]具體過程如下:將少量的特殊溶劑混合物和水按一定比例混合加至絕對(duì)含量為22%~47%的N-苯基馬來酰亞胺反應(yīng)液中，在5(Tll(TC下攪拌5~60min，隨后降溫，分出水層和油層。水洗水層經(jīng)冷卻、帶真空抽濾得到順丁烯二酸酐副產(chǎn)物固體和水，順丁烯二酸酐作為反應(yīng)原料繼續(xù)套用于N-苯基馬來酰亞胺的反應(yīng)工序，水繼續(xù)套用于水洗工序。水洗油層加入堿液中和至PH為6~10，保持一定的溫度，分出水層和油層。中和水層經(jīng)蒸餾得到水和微量殘?jiān)衫^續(xù)套用于水洗工序。將中和油層加入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，在一定的溫度和真空度下，蒸出溶劑，得到N-苯基馬來酰亞胺成品。
[0007]本發(fā)明采用特殊混合物和水按一定比例混合后對(duì)N-PMI進(jìn)行水洗。該酸特殊溶劑混合物為硫酸、磷酸、甲醇、乙醇、丙酮、環(huán)己烷、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、甲苯、二甲苯中的兩種或三種。比較合適采用其中的硫酸、乙醇、丙酮、環(huán)己烷、二甲基甲酰胺和甲苯、二甲苯。
[0008]本發(fā)明中將特殊溶劑混合物中兩種物質(zhì)的體積比為為了更好的提高N-PMI的收率，可以優(yōu)化為1:8~1:3。特殊溶劑混合物總量為水洗水量體積的55%~200%。特殊溶劑加的太少，N-PMI容易損失在水相中，加的太多，不利于節(jié)約原料還延長(zhǎng)了中和油相蒸餾的時(shí)間?？梢詢?yōu)化為58%~140%。
[0009]本發(fā)明中水洗的水量為N-苯基馬來酰亞胺反應(yīng)液質(zhì)量的30%~49%。水加入的少則洗的不充分，會(huì)導(dǎo)致順酐殘留在油相中，影響中和工序堿液的用量，還影響產(chǎn)品質(zhì)量，加的太多則產(chǎn)生的廢水較多，因此以加入反應(yīng)液質(zhì)量35~45%的水洗為宜。
[0010]本發(fā)明中水洗結(jié)束后當(dāng)溫度降至6(T90°C時(shí)出料分層。溫度太低，N-PMI和順酐容易析出，溫度太高，N-PMI容易損失在水相中。故水洗分層溫度可以優(yōu)化為55~80°C。而水洗油層中和后的分層溫度為39~82°C，由于經(jīng)過水洗順酐含量很少，因此可以適當(dāng)降低分層溫度，水洗油層中和后的較佳分層溫度為45飛(TC。
[0011]本發(fā)明水洗分層結(jié)束后當(dāng)水洗水層溫度冷卻至-4~20°c時(shí)帶真空抽濾。溫度過高，水中的順酐溶解度較高，而溫度過低有可能會(huì)結(jié)冰，影響抽濾。故此，抽濾的溫度以5~20°C較合適。水洗水層采用孔徑大小為G2~G5的砂芯漏斗進(jìn)行過濾?？讖教?，起不到過濾效果，孔徑太小容易堵料。故此，選擇孔徑大小為G3~G4的砂芯漏斗能使順酐回收過程更加順利。
[0012]本發(fā)明將水洗后的油相升溫將溶劑蒸出，當(dāng)液溫升高至11(T155°C時(shí)，停止加熱。如果液溫太高，N-PMI容易發(fā)生聚合反應(yīng)，生產(chǎn)二聚體，影響產(chǎn)品收率和含量。液溫太低，會(huì)導(dǎo)致蒸餾結(jié)束后，N-PMI產(chǎn)品為固體，不能從四口瓶中倒出來。因此，當(dāng)液溫升高至ll(Tl3(rC時(shí)，可以停止加熱。
[0013]本發(fā)明將水洗后的油相蒸餾的真空度為為-0.02~-0.099Mpa，真空度太低，蒸餾速度慢，液溫高，容易發(fā)生聚合反應(yīng)。真空度太高，溶劑損失較大。該真空度可以優(yōu)化為-0.06?0.098 Mpa0
[0014]本發(fā)明提出了一種高濃度N -苯基馬來酰亞胺反應(yīng)液后處理的新型工藝。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù):(I)本發(fā)明將反應(yīng)