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甲苯二异氰酸酯（TDI）的合成及展望

甲苯二异氰酸酯的合成及发展

摘要:甲苯二异氰酸酯(TDI)是生产聚氨酯的重要原料,聚氨酯作为新型材

料将被越来越广泛地应用于国民经济的各个领域。本文章阐述了TDI的生产工艺,

综述了TDI光气法及原理,并对TDI的发展动向及市场展望做了简要概述。

关键词:TDI工艺现状进展市场

聚氨酯作为世界六大具有发展前途的合成材料之一,具有耐磨、耐低温、

耐油和耐臭氧等功能,是一种新兴的有机高分子材料,因其卓越的性能而被广泛

应用于国民经济众多领域,产品应用领域涉及轻工、化工、电子、纺织、医疗、

建筑、建材、汽车、国防、航天、航空等,其制品主要有硬泡、半硬泡、软泡、

弹性体、合成革、胶粘剂、涂料和纤维等[1]。甲苯二异氰酸酯(TDI),是聚氨酯

材料的重要原料。聚氨酯高分子材料因其物理性能优越,加工成型简单,并可以通

过改变原料组分和原料性能,分别合成泡沫塑料、弹性体、涂料、粘合剂、密封

防水剂等多种性能的高分子材料[2]。

生产聚氨酯制品,所需要的原材料按性质、功能可分为以下几个组份:组份

一,异氰酸酯(盐)类,此类原料的分子结构中一般含有两个或两个以上的-NCO(异

氰酸酯基),常用的有MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)和TDI(甲苯二异氰酸酯);组

份二,活泼氢类,此类原料的分子结构中一般含有两个或两个以上的羟基(-OH)或

胺基(-NH2),常用的有聚酯多元醇,聚醚多元醇,二元醇等;组份三,溶剂类,此类

原料在合成中不参与反应,常用的有DMF,MEK,TOL,二甲苯和汽油等;组份四为助

剂类,如催化剂、表面活性剂、抗氧化剂、着色剂等。此外在聚氨酯制品中还经

常使用如碳酸钙、瓷土、滑石粉等填料,以改进制品的物理性能,补强其力学能力,

降低成本[3]。

甲苯二异氰酸酯(TDI)广泛应用于聚氨酯工业各个部门中,尤其在聚氨酯

软质泡沫塑料生产中使用,数量最大。它有两个异构体:2,4-TDI和2,6-TDI,4位

上异氰酸根比2位和6位的活泼。工业TDI有三种产品:纯2,4-TDI,俗称

TDI-100;2,4-TDI和2,6-TDI含量分别为65%,35%的TDI,俗称TDI65/35;2,4-TDI

和2,6-TDI含量分别为80%,20%,俗称TDI80/20或TDI80。TDI80用的最多,是软

质泡沫塑料的主要原料。在聚氨酯弹性体中,TDI-100用量最大。

1TDI生产工艺

TDI的生产方法主要有光气法和非光气法两种[4]。目前,国际上拥有TDI

自主知识产权制造技术的只有巴斯夫、拜耳、三井武田、陶氏化学等少数公司。

国内TDI产能主要集中在中国化工集团、中国兵器工业集团、巴斯夫等3家企业。

从国际TDI制造的工艺技术上看,主要分为两条工艺路线:一是以瑞典、美国杜邦

技术为主的传统工艺;二是以德国巴斯夫技术为代表的改进型工艺。从国内厂家

的情况看,甘肃银光公司采用的是巴斯夫工艺,沧州大化和中国蓝星采用的是杜

邦工艺[5],而东南电化则是以沧州大化的工艺为前提。

1.1光气法

光气法包括气相光气法和液相光气法两种。迄今为止,国内外工业生产

TDI的方法大多采用液相光气化法的工艺[6],东南电化也不例外。

1.1.1原材料及其规格

生产TDI产品所需的主要原辅材料有DNT(二硝基甲苯)、CO、H2、Cl2、

ODCB(邻二氯苯)等,主要公用工程有蒸汽、循坏水、脱盐水、电等,原料规格见表

1。

原料规格范围

DNT?二硝基甲苯

异构体2,4/2,6比例

2,3和3,4异构体比例

2,5和3,5异构体比例

MNT

TNT

硝基甲酚

酸度

碱度

储存时的湿度

凝固点80.0%±l/20.0±1

≤4.2%wt

≤1.0%wt

≤0.1%wt

≤0.05%wt

≤50ppm

≤40ppm

≤40ppm

≤1.0%wt

55-57°C

COCO

碳氢化合物

H2

N2

露点

O2

压力

温度