一、引言
縮聚類芳基磷酸酯主要應(yīng)用于工程塑料中,隨著國(guó)內(nèi)外消防法規(guī)及環(huán)保法令的進(jìn)一步完善,使得更多的行業(yè)必須使用阻燃劑來進(jìn)行預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生,未來需求會(huì)越來越大,市場(chǎng)空間發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
縮聚類芳基磷酸酯主要包括:叔丁酚苯基磷酸酯,苯二酚(二苯基磷酸酯)(簡(jiǎn)稱RDP),雙酚A-雙(二苯基磷酸酯)(簡(jiǎn)稱BDP)等。
目前關(guān)于這些縮聚類芳基磷酸酯制備方法:主要采用三氯氧磷與酚類在路易斯催化劑存在下反應(yīng),反應(yīng)后減壓蒸餾出三氯氧磷,然后用苯酚進(jìn)行封端處理得到上述產(chǎn)品,在制備的過程中為了讓中間體反應(yīng)充分苯酚必須過量,過量的苯酚進(jìn)行回收套用,剩下1%左右的苯酚很難回收,工業(yè)上制備處理方法是用堿進(jìn)行洗滌,生成酚鈉,生成的酚鈉作為廢水處理,極大的污染環(huán)境,同時(shí)造成工業(yè)上原料的浪費(fèi),造成一定的損失。
科學(xué)工作者采用萃取的辦法收集苯酚,如“磷酸三丁酯TBP對(duì)苯酚的絡(luò)合萃取一文中對(duì)TBP+煤油絡(luò)合萃取劑對(duì)苯酚稀溶液的萃取原理進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析,對(duì)比了其他有機(jī)溶劑類的萃取劑對(duì)苯酚的萃取效果,證明TBP+煤油絡(luò)合萃取劑相比單一溶劑萃取效果更佳,但還是存在混合萃取劑再生會(huì)產(chǎn)生大量堿性或中性含鹽廢水的問題,苯酚脫水制成成品質(zhì)量較差,用到大量的萃取劑。
目前,縮聚類芳基磷酸酯阻燃劑廢水中苯酚回收利用太低,因此要研究簡(jiǎn)單方便的回收利用方法。
二、實(shí)驗(yàn)部分
2.1 原料
苯酚,分析純,天津福晨化學(xué)試劑廠;甲醛,分析純,西安化學(xué)試劑廠;草酸,分析純,上海三鷹化學(xué)試劑廠;硫酸,分析純,西安化學(xué)試劑廠;37%鹽酸,分析純,上海三鷹化學(xué)試劑廠;縮聚類芳基磷酸酯阻燃劑廢水(浙江萬盛股份有限公司)
2.2 縮聚類芳基磷酸酯阻燃劑廢水苯酚回收工藝
將縮聚類芳基磷酸酯阻燃劑廢水1000ml,PH=10加入四口燒瓶中,減壓蒸餾,把大部分水蒸餾出去,然后用廢鹽酸調(diào)節(jié)通至pH=2左右,攪拌30分鐘,調(diào)節(jié)的過程中溶液逐漸有黑色變成棕色油狀物,溫度降至25~30度,靜止分層,上層為黑色油狀物,下層為黃棕色溶液,上層的黑色油狀物為苯酚。
2.3 酚醛樹脂的制備工藝
將上述回收的苯酚200g,草酸3g129g37%的甲醛,在75~80度回流保溫1.5小時(shí),觀察粘度的變化特征,將油層進(jìn)行減壓蒸餾脫水,蒸餾溫度到100~110℃,停止減壓蒸餾,趁熱倒出,得到熱固性酚醛樹脂。
三、結(jié)果與討論
3.1 催化劑的影響
采用不同的催化劑合成熱固性酚醛樹脂,才有草酸,硫酸,鹽酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn),草酸最佳,酸性弱,條件平穩(wěn),容易控制,終點(diǎn)容易判斷不必要中和,所得的樹脂色淺,與新的苯酚制備的一樣的色澤。硫酸具有腐蝕性強(qiáng),縮聚反應(yīng)的過程中很猛烈,很難控制,粘稠點(diǎn)不好把握。鹽酸雖然價(jià)格便宜,殘留的氯離子不能出去,氯離子影響產(chǎn)品的性能,產(chǎn)品的色澤外觀等特征,制備過程中選擇草酸為催化劑。
3.2 pH值的選擇
在酸性條件下合成熱固性樹脂PH<3,在pH=4~6合成線性樹脂的過程中反應(yīng)太慢,達(dá)不到酸催化的目的。pH=1~2酸催化的速度太快,這樣合成過程中反應(yīng)太快,粘稠點(diǎn)迅速聚合,整個(gè)反應(yīng)成結(jié)塊狀物,主要是甲醛的自動(dòng)聚合引起的?;厥盏谋椒又袆偤迷谒嵝詶l件下回收的,不需要進(jìn)行處理,可以直接在改條件下進(jìn)行反應(yīng)。
3.3 甲醛與苯酚摩爾比
甲醛與苯酚摩爾比大于1的時(shí)候制得泡沫狀結(jié)塊,可能甲醛的本身的聚合狀物產(chǎn)生,結(jié)塊硬度很大。甲醛與苯酚摩爾比在0.75~0.85:1的時(shí)候制備的線性酚醛樹脂,高溫脫水過程中迅速交聯(lián)成網(wǎng)狀,低溫下迅速的固化,得到質(zhì)量好的熱固性樹脂。
3.4 與新苯酚對(duì)比
采用新苯酚按照上述工藝制備熱固性樹脂材料1,回收苯酚制備的熱固性樹脂材料2性能對(duì)比。
由表1可知,回收苯酚制備的熱固性能材料與新的苯酚制備的材料具有相當(dāng)?shù)牟牧咸匦?,存在的差異很少,能夠在市?chǎng)上銷售使用。將大量回收的苯酚利用起來,形成很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的效益。
四、結(jié)語
將縮聚類芳基磷酸酯阻燃劑廢水進(jìn)行處理,處理后將苯酚回收,回收的苯酚制備成熱固性樹脂,制備的熱固性樹脂具有相當(dāng)?shù)牟牧咸匦裕淮嬖诓町?,這種方法能夠?qū)⒋罅康谋椒踊厥绽闷饋?,能夠減少環(huán)境的污染,對(duì)人類環(huán)境很好的保護(hù)作用,能形成良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。( >
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