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热固性粉末涂料的组成成分

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2022-12-25 19:42:28

热固性粉末涂料的组成成分

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2026-04-29 23:49:17

热固型粉末涂料一般有树脂、固化剂、颜料、填料和助剂组成。

树脂和固化剂是成膜物质,他们在粉末涂料中对粉末涂料和涂抹性能起着决定性的作用,颜料起到涂抹着色和装饰作用,填料可以改进涂抹的刚性和硬性,助剂对于涂抹的外观、光泽,物理性能和涂料的性质起着重要的作用。

MSDS (Material Safety Data Sheet)即化学品安全说明书,亦可译为化学品安全技术说明书或化学品安全数据说明书。是化学品生产商和进口商用来阐明化学品的理化特性(如PH值,闪点,易燃度,反应活性等)以及对使用者的健康(如致癌,致畸等)可能产生的危害的一份文件。在欧洲国家,MSDS也被称为安全技术/数据说明书 SDS(Safety Data sheet)。 国际标准化组织 (ISO)11014采用SDS术语,然而美国、加拿大,澳洲以及亚洲许多国家则采用MSDS术语。

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2026-04-29 23:49:17

**粉末涂料

安全数据表

粉末涂料

产品及参考:所有提供 *****资料的产品

发布日期:2009年**月*日

1 产品和公司地址

产品名称 热固性粉末涂料

应用 静电喷涂

公司地址 安徽省黄山市

紧急情况联系电话 ****

2.成分构成/信息

在1997化学品(危险品知识与包装)规章的范围内体现健康危害的物质:

名称 含量范围 代表符号 R-术语(*)

异氰尿酸三缩水0.1至<5.0%TR46 R23/25 R48/22

甘油酯(TGIC) R41 R43

(*)详见16小节

3.危害识别

该产品因含有TGIC被定为具有毒性。可能会有损害遗传基因的风险。可能引起皮肤接触性过敏。吸入和误食均有伤害。

4.急救措施

一般:

若有任何疑问或有症状持续出现,请寻医助。

保证失去意识的患者口中无任何东西。

吸入:

移到通风处,保持患者体温和静止。如果患者呼吸不规律或停止,进行人工呼吸急救。保证口中无异物。如果失去意识,安置在恰当位置并寻医助。

眼睛接触:

取下隐形眼睛。用大量干净的清水冲洗至少十分钟,保证眼皮张开并寻医助。

皮肤接触:

脱下被污染的衣物。用肥皂和水或者是合适的皮肤清洁剂彻底清洗。切忌使用溶剂或稀释剂。

吞服:

如不慎吞食,立即寻求医助。保持患者静躺,切勿导吐。

5.消防措施

灭火媒介:

建议:水,泡末,干粉,CO2,水喷淋或水雾

禁止使用:高压惰性气体(如CO2),水枪喷射

建议:

火灾现场浓厚的黑烟包含很多由于燃烧产生的有害物质(参看第10小节)。暴露于这种分解的物质中对健康有害。需要自带呼吸器的器械。用水喷的方式冷却暴露在火中的密闭容器。切勿把灭火器的流出物直接排到下水道或河道中。

6.应急意外泄露

排除火源,保证场地通风。无关人员远离现场。避免吸入灰尘。涉及到的保护措施列在7、8小节。打扫溢出粉末应使用防静电的真空清洁器或湿的清洁刷,并根据废物处理规则(参看13小节)收集在密闭容器中待处理。切勿使用扫把,以免形成灰尘层和静电积累。请勿直接排放到下水道或河道中。

如果产品进入下水道或河道,应立即联系当地自来水公司;如果污染了河流、小溪或湖泊,应求助当地环保部门。

7.处置和存储

处置

采取措施以预防灰尘积聚到高于爆炸或偶然爆炸极限。

电气和照明设备应根据相宜标准进行保护,切勿让灰尘接触热表面、火星或其它点火火源。

保证容器密封。排除热源、火星和明火。避免吸入灰尘。在储存和使用区域严禁抽烟、进食和饮水。

操作人员应佩带防静电鞋,地面保持导电。

涉及到个人防护参看8小节。

本产品包装物应交有资质的部门处理。

储存

阅读储存措施标识。一般贮存在35℃之下、通风良好、干燥的室内,不得靠近火源、暖气,避免阳光直射。禁止抽烟。不经授权不得进入。打开的包装一定要重新密封,并摆放适当位置防止泄露。

8.暴露控制/个人防护

暴露极限

物质 职业暴露极限

8小时 TWA(1)15分钟 STEL(2)

mg/m3 (3) mg/m3 (3)

TGIC 0.1MEL

注释:

(1) 长期暴露极限—8小时时间的加权平均值

(2) 短期暴露极限—15分钟参考周期

(3) “OES”是指Occupational Exposure Standard(职业暴露标准), “MEL”是指Maximum Exposure Limit(最大暴露极限), “OELS”是取自于EH40的当前版本。

对TGIC的暴露可以用MDHS85(HSE)方法来测量。对TGIC的暴露还可以通过另外一种方法来测量,即测出总吸入微粒(TIP)然后再计算出这种物质中TGIC的含量是多少。

对于TGIC含量在0.1%—5.0%范围的产品,TIP的暴露低于2 mg/m3 就意味着TGIC的暴露低于0.1 mg/m3 MEL。

具有呼吸道疾病和过敏反应病史的人员必须要在适当的医疗监督下才能暴露于此产品中或处理此类产品。

技术措施

避免吸入粉尘。使用现场的排气通风和抽风装置来减少粉尘。如果这些措施仍不能将粉尘浓度控制在职业暴露极限之下,就需要佩带合适的呼吸保护装备。(参考下面的“个人防护”章节)

个人防护

用来控制对有害物质的暴露所有的PPE(个人防护装备)包括RPE(呼吸保护装备)都必须达标。

呼吸保护:

如果喷涂人员或附近其他人员对于产品的暴露不能控制在职业暴露极限之下,或是技术控制措施没有合理的改进,本产品喷涂时则必须佩带合适的呼吸保护装置。

手的保护:

皮肤暴露可能发生的区域,建议从手套供应商处选择合适的型号。

眼睛的保护:

当有可能暴露于产品中时,应佩带相应的防护镜免于灰尘的暴露。

皮肤的保护:

通常棉或合成棉的用品比较合适。

选择防护布料时一定要注意,应确保避免脖子和手腕处皮肤与粉末接触,以免其受刺激发炎。

9.物理和化学性质

物理状态 细粉状

比重 1.2—1.9

在水中的溶解性 不溶于水

最低点燃温度 400℃

最低点燃能量: 5—20mJ

最低爆炸浓度: 20—70g/m3

10.稳定性和反应活性

在建议的贮存和处理条件(见7小节)下产品保持稳定。在燃烧中,产品会分解有害物如烟、CO、CO2,也可能产生其它氮氧化合物。

11. 毒性信息

关于产品本身没有可获得的数据。

粉末可能会引起局部皮肤褶皱处或衣物紧裹处刺激。

12.生态信息

关于产品本身没有可获得的数据。

该产品含有对水生物有害的TGIC,因此可能会对水生环境造成长期的不利影响。

本产品不准排入河流或下水道,或是在可能影响土壤或地表水的地方沉积。

当应用本产品时应遵循在《环境保护法》中制定的《空气污染控制》规章要求。

13.处理考虑因素

不允许排入河道或下水道或是在可能影响土壤或地表水的地方沉积。废弃物包括空的容器,应根据在《污染控制法》和《环境保护法》中制定的规章处理。咨询你的废弃物处理商以获得更详尽的信息。

14.运输信息

运输时确保包装物的密封、完整,确保运输人员在发生泄露等事件时知道如何处理。在国际章程项下该产品并未被划分为危险运输品。

15.管理信息

根据1997《化学品规章》(有害信息和包装)的要求该产品的安全术语如下:

该产品含有TGIC被定为有毒级别。

R46 可能损害遗传基因

R43 可能引起皮肤接触性过敏

R36 对眼睛有刺激性

R20/22 若吸入或吞服均有损害

S24/25 避免与皮肤和眼睛接触

S45 意外事件或是你感觉不佳,立即需求医助(可能的话向医生出示标签)

S38 若通风不足应佩带合适的呼吸器具

S53 避免暴露—使用前熟悉特殊指导说明

此安全数据页里所包含的信息,根据其它健康和安全法律要求,并不能构成用户本身工作场地风险的评估。使用本产品时为了工作的健康和安全,应该遵循物质对健康危害的控制章程。

16.其他信息

此安全数据页里所包含的信息是根据1997《化学品规章》(有害信息和包装)的要求提供。

在第二小节包含的R术语全文是:

R23/25 若吸入或吞服均有毒性

R41 对眼睛严重损伤的风险

R43可能引起皮肤接触性过敏

R46 可能损害遗传基因

R48/22 有害:长期暴露和误食对健康的严重损害危险

在没有向粉末供应商联系并获得书面的作业指导前,本产品不得用作除第一部分所列的其他用途。若本产品是在供应商控制之外其他特殊条件下使用,用户应确保遵从相关的法律要求。

此安全数据页里所包含的信息是基于现有的知识形态和当前的国家法律。它对本产品健康、安全和环境方面提供指导,但做特殊用途时并不能提供技术性能或稳定性的保证。

更详尽的信息和建议可从下列获得:

《1999物质有害健康控制章程》(SL1999:437)

《英国涂料联盟粉末涂料静电喷涂(安全惯例代码)应用》(01372 360 660)

《1992操作处理规章手册》(SL 1992:2793)

《化学品的入库贮存》:密封危险品的贮存 HS(G)71

《1992环境保护章程》(SL 1992:2839)

《1997化学品(危险品信息和包装)章程》(SL 1997:3247)

**** Powder Coating

SAFETY DATA SHEET NO 29

COATING POWDER

Product and reference:ALL PRODUCT PROVIDED THE SDS 29 MATERIAL

Date of Issue:***. **st, 2009

1 IDENTIFICATION OF THE PREPARATION AND COMPANY

Product name and/or code:Thermosetting Coating Powder

Intended use: ***

Name and full address: *****

****

Emergency phone number:***

2. COMPOSITION/INFORMATION ON INGREDIENTS

Substances presenting a health hazard within the meaning of the Chemicals (Hazard Information and Packaging) Regulations 1997:

NameConc. Range Symbol LetterR-phrases(*)

Triglycidyl(TGIC) 0.1 to <5.0% T R46, R23/25, R48/22,R41,R43

Isocyanurate

(*)For full text see section 16

3.HAZARDS IDENTIFICATION

This product contains TGIC and is classified as toxic. Possible risk of heritable genetic damage. May cause sensitisation by skin contact and may be irritating to eyes. Harmful by inhalation and if swallowed.

4. FIRST AID MEASURES

General:

In all cases of doubt, or when symptoms persist, seek medical attention.

Never give anything by mouth to an unconscious person.

Inhalation:

Remove to fresh air, keep the patient warm and at rest. If breathing is irregular or stopped, administer artificial respiration. Give nothing by mouth. If unconscious, place in the recovery position and seek medical advice.

Eye contact:

Contact lenses should be removed. Irrigate copiously with clean, fresh water for at least 10 minutes, holding the eyelids apart, and seek medical advice.

Skin Contact:

Remove contaminated clothing. Wash skin thoroughly with soap and water or use a proprietary skin cleaner. Do NOT use solvents or thinners.

Ingestion:

If accidentally swallowed, obtain medical attention. Keep at rest. Do NOT induce vomiting.

5. FIRE FIGHTING MEASURES

Extinguishing media:

Recommended: water, extinguisher of foam, Powder and Carbon dioxide, water spray/mist.

Not to be used: high pressure inert gas(e.g. CO2),water jets.

Recommendations:

Fire will produce dense black smoke containing hazardous products of combustion (see Section 10). Exposure to decomposition products may be a hazard to health. Appropriate self-contained breathing apparatus may be required. Cool closed containers exposed to fire with water spray. Do not allow run-off from fire fighting to enter drains or watercourses.

6. ACCIDENTAL RELEASE MEASURES

Exclude sources of ignition and ventilate the area. Exclude non-essential personnel. Avoid breathing dust. Refer to protective measures listed in Sections 7&8. Contain and collect spillage with an anti- electrostatic vacuum cleaner or by wet brushing and place in a closed container for disposal in accordance with the waste regulations (see Section 13). Do not use a dry brush or static electricity can be created. Do not allow to enter drains or watercourses.

If the product enters drains or sewers, the local water company should be contacted immediatelyin case of contamination of streams, rivers or lakes, the relevant environment agency.

7. HANDLING AND STORAGE

Handling:

Precautions should be taken to prevent the formation of dusts in concentrations above explosive or occupational exposure limits.

Electrical equipment and lighting should be protected to appropriate standards and to prevent dust coming into contact with hot surfaces, sparks or other ignition sources.

Keep the container tightly closed. Exclude sources of heat, sparks and open flame. Avoid the inhalation of dusts. Smoking, eating and drinking should be prohibited in areas of storage and use.

Operators should wear anti-static footwear and floors should be electrically conductive.

For personnel protection see Section 8.

The containers of this product should be handled in qualified department.

Storage:

Observe the label precaution. Store below 35℃ in a dry, well ventilated place away from sources of heat, ignition and direct sunlight. No smoking. Prevent unauthorized access. Containers which are opened should be properly released and upright to prevent leakage.

8. EXPOSURE CONTROLS/ PERSONAL PROTECTION

Exposure Limits:

Substance Occupational Exposure Limits

8hr TWA(1) 15min STEL(2)

mg/m3 (3) mg/m3 (3)

TGIC0.1 MEL

Notes:

(1) Long term exposure limit—8 hour time weighted average

(2) Short term exposure limit—15 minutes reference period

(3) “OES”indicates an Occupational Exposure Standard. ‘MEL’ indicates a Maximum Exposure Limit. OELS are taken from the current version of EH40.

Exposure to TGIC can be measured by the method described in MDHS 85 (HSE). An estimate of exposure to TGIC can also be carried out by measuring exposure to total inhalation particulate(TIP), and then calculating how much of this material is TGIC.

For products with TGIC content in the range 0.1 to <5.0% exposure to TIP below 2 mg/m3 will mean exposure to TGIC will be below the MEL of 0.1 mg/m3.

Persons with a history respiratory problems or allergic responses should only be exposed to, or handle, this product under appropriate medical supervision.

Engineering Measures:

Avoid the inhalation of dusts. Where reasonably practicable this should be achieved by the use of local exhaust ventilation and good general extraction. If there are not sufficient to maintain concentrations of dust below the relevant Occupational Exposure Limits, suitable respiratory protective equipment should be worn (see ‘personal protection’ below).

Personal Protection:

All PPE, including RPE, used to control exposure to hazardous substances must be selected to meet the relevant requirements.

Respiratory Protection:

Suitable respiratory protective equipment should be worn when this product is sprayed if the exposure of the sprayer or other people nearby cannot be controlled to below the occupational exposure limit and the engineering controls and methods cannot reasonably be improved.

Hand Protection:

Where skin exposure may occur, advice should be sought from glove suppliers on appropriate types.

Eye protection:

Eye protection designed to protect against exposure to dusts should be worn when there is a likelihood of exposure.

Skin Protection:

Cotton or cotton/ synthetic overalls or overalls are normally suitable.

Care should be taken in the selection of protective clothing to ensure that inflammation and irritation of the skin at the neck and wrists through contact with the powder is avoided.

9. PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES

Physical state:Fine powder

Specific Gravity: 1.2—1.9

Solubility in water:insoluble

Minimum ignition temp:400℃

Minimum ignition energy: 5—20mJ

Minimum explosive concentration: 20—70g/m3

10. STABILITY AND REACTIVITY

Stable under the recommended storage and handling conditions (See Section 7). In a fire, hazardous decomposition products such as smoke, carbon monoxide, carbon dioxide and oxides of nitrogen may be produced.

11. TOXICOLOGICAL INFORMATION

There is no data available on the product itself. Coating powders can cause localized skin irritation in folds of the skin or in contact with tight clothing.

12. ECOLOGICAL INFORMATION

There is no data available on the product itself.

This product contains Triglycidyl Isocyanurate (TGIC) which is classified as harmful to aquatic organisms, and may cause long-term adverse effects in the aquatic environment.

The product should not be allowed to enter drains or watercourses or be deposited where it can affect ground or surface waters.

The Air Pollution Control requirements of regulations made under the Environmental Protection Act may apply to the use of this product.

13. DISPOSAL CONSIDERATIONS

Do not allow into drains or watercourses or dispose of where ground or surface waters may be affected. Wastes, including emptied containers, are controlled wastes and should be disposed of in accordance with regulations made under the Control of Pollution Act.

14. TRANSPORT INFORMATION

Always transport in closed containers that are upright and secure. Ensure that persons transporting the product know what to do in the event of accident or spillage.

The product is not classified as dangerous for carriage under International regulations.

15. REGULATORY INFORMATION

The safety phrases of this product is identified in accordance with the requirements of the Chemicals (Hazard Information and Packaging for Supply) Regulations (1997) as follows.

This product contains Triglycidyl Isocyanurate (TGIC) and is classified as toxic.

R46 May cause heritable genetic damage

R43 May cause sensitisation by skin contact.

R36 Irritating to eyes.

R20/22Harmful by inhalation and if swallowed

S24/25Avoid contact with skin and eyes.

S45 In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show

the label where possible).

S38 In case of insufficient ventilation wear suitable respiratory equipment.

S53 Avoid exposure –obtain special instructions before use.

The information contained in this safety data sheet does not constitute the user’s own assessment of workplace risks as required by other health and safety legislation. The provisions of the Health and Safety at Work etc Act and the Control of Substances Hazardous to Health Regulations apply to the use of this product at work.

16. OTHER INFORMATION

The information in this safety data sheet is provided in accordance with the requirements of the Chemicals (Hazard Information and Packaging) Regulations 1997.

The full text of the R phrase contained in Section 2 is:-

R23/25Toxic by inhalation and if swallowed.

R41 Risk of serious damage to eyes.

R43 May cause sensitisation by skin contact.

R46 May cause heritable genetic damage.

R48/22 Harmful: danger of serious damage to health by prolonged exposure if swallowed.

The product should not used for purposes other than those shown in Section 1 without first referring to the powder supplier and obtaining written handling instructions. As the specific conditions of use of the product are outside the supplier’s control, the user is responsible for ensuring that the requirements of relevant legislation are complied with.

The information contained in this data sheet is based on the present state of knowledge and current national legislation. It provides guidance on health, safety and environmental aspects of the product and should not be construed as any guarantee of technical performance or suitability for particular application.

Further information and relevant advice can be found in:

The Control of Substances Hazardous to Health Regulations 1999(SL1999:437).

The Application of Powder Coatings by Electrostatic Spraying (Code of Safe Practice) from British Coatings Federation(01372 360 660).

The Manual Handling Operations Regulations 1992(SL 1992:2793).

Chemical Warehousing: Storage of Packaged Dangerous Substances HS(G)71

The Environmental Protection (Duty of Care) Regulations 1992(SL 1992:2839).

The Chemicals (Hazard Information and Packaging) Regulations 1997(SL 1997:3247).

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偏苯三酸酐的生产工艺、市场和发展趋势

发布日期:2022/10/12 16:43:23

背景

偏苯三酸酐简称偏酐,化学名称为1,2,4-苯三甲酸酐,英文缩写TMA。偏酐外观为白色块状或颗粒状固体,分子式C9H4O5,分子量为192.12,熔点为168℃,沸点为390℃,易溶于水、丙酮、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺等,微溶于四氯化碳、乙醚和甲苯等。因为偏酐分子结构中含有双官能团——羧酸和酸酐基团,使它兼具双官能团的化学性质,反应活性很高,可用于生产一系列有价值的特种专用化学品,是现代新材料的重要化工原料[1]。

偏酐活泼的化学性质使其成为重要的有机合成原料,能够合成较多高附加值的环保精细化工产品,具有广泛的应用[2]:

(1)偏酐和一元醇通过酯化反应合成的偏苯三酸酯类增塑剂,具有十分优良的电热性能,广泛应用于聚氯乙烯(PVC)耐热环保增塑剂,如耐热等级90℃和105℃以及高压6kV和10kV的电线电缆料等。

(2)偏酐和二异氰酸苯基酯发生聚合反应得到聚酰胺-酰亚胺聚合物,具备高温环境性能好,抗溶剂溶解,抗冲击性能好,抗辐射及蠕变性能好等优点,广泛用于电动机用槽设备和电线电缆绝缘漆。

(3)醇酸树脂材料具有优良的稳定性,常用于电泳涂装底漆。该醇酸树脂材料的耐火时间和火焰传播比值指标均达一级标准。

(4)以偏酐为原料先合成聚酯树脂,再按一定配方与环氧树脂混合配料可以生产聚酯环氧粉末涂料,还可以将粉末熔融成膜,具有环保和施工上的优点。

(5)利用偏酐为原料合成的嵌段高聚物橡胶具有良好的耐候性、柔韧性和光照稳定性;通过偏酐和十二烷基醇、十八醇等高级脂肪醇反应,可制得偏苯三甲酸酯钠盐,是一类极好的阴离子表面活性剂。

1 偏酐生产工艺

早期偏酐是在气相均四甲苯空气氧化合成均苯四甲酸二酐时,在其副产物中被发现的。工业生产偏酐的方法[3-5]有偏三甲苯液相硝酸氧化法、间二甲苯甲醛液相空气氧化法和偏三甲苯液相空气氧化法,统称为液相氧化法,此外还有气态偏三甲苯空气氧化法(属于气相氧化法)。

1.1 液相偏三甲苯硝酸氧化法

偏三甲苯硝酸氧化法采用偏三甲苯作为原料,在180℃~205℃,1.5~3.0MPa条件下,通过硝酸逐步分段进行氧化,然后蒸发降温结晶、固液分离、溶剂冲洗、烘干后得到偏苯三甲酸,最后加热脱水得到偏酐。该法工艺容易操作,工序简单,产品收率较高,但硝酸法存在成本高、腐蚀严重、对设备材质要求高、污染严重等问题。

1.2 间二甲苯甲醛液相空气氧化法

间二甲苯甲醛液相空气氧化法是1985年日本三菱瓦斯化工公开的一种生产工艺:以间二甲苯和甲醛为原料合成偏酐,因此也称MGC法。该法是在汇总前人方法的基础上研发了间二甲苯在强酸催化剂HF-BF3络合作用下与一氧化碳进行甲酰化反应制备2,4-二甲基苯甲醛的新路径,然后在水溶液中经空气氧化制备偏苯三甲酸,接着脱水成酐得到偏酐,最后经精制和切片工序后得到成品。

该连续工艺反应过程是以水为溶剂,原料易得,具有较高的产品收率和纯度,自动化容易操作和实施,几乎没有挥发损失,爆炸危险可以降至最低,副产物处理也较为容易;但该法使用强酸性催化剂HF-BF3,氧化部分核心设备需利用昂贵的镍钛锆等合金制作,制作成本高,增加了装置建造的投入。因为使用催化剂为超强酸HF-BF3,同时造成其他设备严重腐蚀,有安全及环保隐患,总生产成本过高,无法长期维持其生产装置运行。

1.3 气态偏三甲苯空气氧化法

由日本触媒化工公开的气态偏三甲苯空气氧化法,催化剂采用含V、Ti、P、Fe、Cr、Mn、Si和卤素等金属和非金属化合物,气态偏三甲苯金属催化氧化反应合成偏苯三甲酸,再通过脱水成酐生成偏酐,也可以在V-P-Ti-Fe体系和碱金属氧化物作催化剂条件下,气态偏三甲苯通过氧化工艺V-Cu-Mo体系催化开展空气氧化。

该方法合成偏苯三甲酸的优势在于工艺简单,设备投资小,简单易操作,但该工艺在工业化生产时,使用的催化剂无法回收,造成催化剂浪费,对环境污染较大,且对于目标产物来说,产率较低,副产物较多,连续化生产无法实现,后处理过程中消耗水较多,产生的废料也很多,这些废水废渣对环境和经营造成了较大的压力。

1.4 偏三甲苯液相空气氧化法

目前广泛采用的1,2,4-苯三甲酸酐生产工艺是偏三甲苯液相空气氧化法。以1,2,4-三甲苯为原料和高纯乙酸作为溶剂,Co-Mn-Br为催化剂,在1.4~1.6MPa,220℃~230℃条件下通过空气液相氧化合成1,2,4-苯三甲酸,然后在高温条件下脱水生成1,2,4-苯三酸酐。

该方法是由美国中世纪公司开发,后经阿莫科公司不断改进实现工业化生产,因此简称Amoco法。该工艺的氧化剂是空气,主催化剂为醋酸钴锰盐,助催化剂为四溴乙烷或氢溴酸,氧化反应在醋酸溶液中进行,先生成1,2,4-苯三甲酸,经脱水后生成1,2,4-苯三酸酐。1990年初,Amoco公司改进了该工艺,在偏三甲苯的空气氧化过程中添加钴、锰、溴的复合催化剂,大大增强了催化效果,缩短了反应时间,反应后期经进一步处理及催化剂回收,能耗和物耗降低,提高了产品产率,大大提高了该工艺的经济性。目前国内外生产偏酐的主要方法是连续式或间歇式液相空气氧化法。

2 偏酐间歇法和连续法生产工艺对比分析[6-7]

国内外液相空气氧化法生产偏酐的工艺相比,主要差别在于国外先将偏苯三酸提纯,而国内很多都是一步法的工艺路线。深究其中的原因:由于没有偏苯三甲酸结晶提纯,催化剂带入的金属离子残留在偏苯三甲酸中,然后在高温条件下脱水成酐和精制工序,都容易发生副反应,一部分偏苯三甲酸转化成均苯三甲酸,另一部分偏苯三酸进一步脱去羧基发生歧化反应,最后转化成邻/间/对苯二甲酸、苯甲酸等。

鉴于偏酐的生产条件苛刻,有易堵料和设备腐蚀等不利因素,很难实现全工艺流程自动化。通常生产偏酐多采用间歇法或半连续法或者两者相结合。因为成酐工艺和结晶工序等因为存在放大效应,目前大都使用间歇式操作,但是醋酸回收采用连续精馏工艺。

2.1 间歇氧化法和连续氧化法

2.1.1 间歇氧化法

间歇法氧化生产工艺是首先向反应釜投入配制好的偏三甲苯、醋酸、催化剂的混合物,进行升温、升压达到氧化反应条件时通入空气,进行氧化反应,当反应完成后停止通入空气,再进行泄压降温排出物料,然后再重复第一釜的投入物料进行第二釜的氧化反应进程,这样一釜又一釜地往复氧化过程。

2.1.2 连续氧化法

连续氧化工艺是在保持一定的温度、压力等反应条件下,一边连续打入物料,同时连续通入压缩空气,另一边连续出料的工艺过程。

2.2 工艺对比分析

2.2.1 间歇法氧化工艺的优缺点

优点:工艺流程简单,氧化反应单元间歇式操作,对员工操作技术要求低,设备投资少。

缺点:

(1)生产过程中频繁地进行升降温、升降压操作,设备容易产生金属疲劳,损伤率高,导致安全及环保隐患多,并易引起导热油泄漏,引发火灾等事故的概率大,如某几个公司均都出现过不同程度的导热油泄漏引发火灾的安全事故。

(2)几小时一次反复地向反应釜投料引发和排料的过程,能耗高,反应过程控制频繁复杂,容易形成跑、冒、滴、漏,产品收率低,产品质量也不稳定,比连续法氧化工艺收率要低10%~15%,能耗高出20%~30%。

(3)产量不大,不适于大产能工业化生产。

2.2.2 连续法氧化生产工艺的优缺点

优点:

(1)连续法氧化生产过程是在一个恒定的氧化条件下一边进料一边出料,不需要一釜一釜地投入新物料往复式进行氧化反应,因此具有较高的自动化程度,反应过程稳定,减少了金属设备疲劳,增加了使用设备的安全性,延长了设备使用寿命。

(2)连续法生产工艺反应温度低,反应器体积小,反应过程稳定,产品质量稳定,能耗低,产品收率高,适用于大规模工业化生产。

缺点:因自动化程度较高,所以技术难度较大,一次性投入多,对工人素质要求高。

3 偏酐发展现状和市场分析[8-11]

3.1 国外生产现状

国外最早开始研究偏酐是在二十世纪50年代,美国Amoco公司在1962年首先采用偏三甲苯液相空气氧化法并实现了工业化生产。二十世纪90年代,Amoco公司升级改造了现有工艺,通过改进催化剂,采用金属复合化合物的方法,显著增强催化效果,大大缩短了反应时间,提高了产品产率,降低了能耗。Amoco公司曾经是世界最大的偏酐生产商,分别拥有美国伊利诺伊州的Joliete工厂、比利时和马来西亚的两个海外工厂,年产能分别为6.5万吨/年、2.3万吨/年(已停产)和5.5万吨/年(已停产)。1985年日本三菱瓦斯化学公司用MGC法在水岛建成一套1.5万吨/年的偏酐生产装置;同时,日本蒸馏工业公司和三井东压公司看准时机,分别建成年产千吨级别的生产装置(已停产)。1995年意大利Lonza公司自主研发一套偏三甲苯液相空气氧化法的偏酐生产装置,年生产能力2万吨(已停产)。意大利Sasas公司计划在比利时建设年产5万吨的偏酐生产装置(已停产)。截至目前(2018年底),国外偏酐生产厂家主要分布在美国和欧洲等地,其中美国FHR公司产能为6.5万吨/年,意大利Polynt公司产能为2万吨/年。

3.2 国内生产现状

二十世纪80年代,哈尔滨石油化工厂和黑龙江石油化学研究所合作,研发成功并建成一套300吨/年偏酐装置,1993年将产能扩建至3000吨/年。1997年江苏无锡江阴长泾醋酸厂在原国产技术基础上加以改进,研发出2000吨/年的新生产规模。2000年在此基础上,将生产规模又扩大到5000吨/年。2002年底该公司又通过引进意大利技术建成一套生产能力为1.5万吨/年的偏酐生产装置,使该集团公司的偏酐总生产能力达到2万吨。此外,根据市场需求,同时兼顾规模优势,我国本土公司组织科研技术力量,经过不懈努力和反复攻关,自主研发成功拥有知识产权的连续法氧化工艺,填补了国内空白,获得三项国家技术发明专利,并于2003年10月建成投产一套生产能力为1.5万吨/年的连续法偏酐生产装置。截至目前(2021年9月),国内生产偏酐公司主要有江苏正丹、无锡百川、常州波林和安徽泰达等,其偏酐产能分别为江苏正丹10万吨/年,无锡百川4万吨/年,常州波林2万吨/年(已停产搬迁)和安徽泰达2万吨/年。

3.3 市场分析

目前世界偏酐生产装置主要集中在中国、美国和欧洲,其中,中国是世界上最大的偏酐生产国,占世界总产能70%以上。目前国外没有偏酐扩建及拟建项目,新增产能主要来自中国。近年来,世界偏酐消费市场主要集中在亚洲、北美洲和欧洲,消费占比为58.2%、27.8%和12.7%;南美偏酐消费量在千吨级的水平,而中东欧、中东、非洲和大洋洲消费量仅在百吨级的水平,其主要消费市场是生产环保型增塑剂偏苯三酸三辛酯(TOTM);其次是粉末涂料、高级绝缘材料及高温固化剂等,尚有少量用于飞机发动机润滑油添加剂、电影胶片絮凝剂以及偏苯三酸酯钠盐阴离子表面活性剂等产品。

4 未来偏酐行业发展前景

前些年,偏酐行业面临的主要问题是生产工艺较为落后,大部分是间歇法和半连续法生产工艺,这对于偏酐市场[12-18]的发展与竞争处于一种不利状态。因此,加大力度发展连续法氧化生产技术,对于规模小,产能小,生产工艺落后的企业,要逐一淘汰或者兼并。同时扩大生产规模,提升产品质量。同行业企业之间要加强技术交流,推动我国偏酐行业技术升级[19-23]和持久健康发展,在国际市场上提高我国偏酐产品的竞争优势,进一步扩大占有率。

在塑料助剂行业中,偏苯三酸三辛酯(TOTM)是偏酐下游的一种重要的无毒环保型增塑剂产品,具有耐高温、耐腐蚀、抗老化、耐迁移、绝缘性能优良等特性,在增塑剂行业已得到充分肯定和发展。尤其欧盟ROHS指令和REACH法规对环保标准要求的提高,肯定了TOTM在增塑剂行业将会逐步取代目前常用的非环保型增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)。

在粉末涂料行业,偏酐的应用也日益增长,尤其是对环境友好、性能优良的粉末涂料。随着我国轻工家电等制品的生产进入一个飞速发展的时代,对涂料产品的产量、品种、品质及性能要求都有很大的提高,尤其对环保型涂料的需求量快速增长。

此外,偏酐还可以用于合成聚酰胺-酰亚胺和聚酯酰亚胺等特种工程塑料,不但可用作绝缘材料,还可用于制造轴承、阀件、电子元器件、喷气发动机零件等模制塑料部件。目前国内在这一领域还有待进一步开发,可为偏酐产业的发展提供广阔市场和强劲动力。

偏酐还可用于生产环氧树脂高温固化剂。中国涂料工业正朝着环保无毒、高阻燃的方向发展,采用水溶性树脂涂料,得到新型水溶性树脂涂料,用于汽车、电冰箱、洗衣机的电泳涂装底漆。

随着国家对环保要求越来越严,环境保护是企业发展中的基石。化工行业能耗大,污染较严重。在具体生产过程中,对于其中产生的废水、废气和固废,在允许的范围内提升资源利用率。上游生产的废料,将其回收利用作为下游生产原料,逐渐形成完善的资源利用循环圈。

因此,对于偏酐生产来说,下游产品对于环保需求日益增长,针对“三废”处理设施不完善,废水不达标排放等情况企业要进行整改,必要时引导整个行业向大规模集中化发展。

5 结论

综上所述,偏酐具有巨大的发展前景,充分利用好国内外重芳烃资源,鼓励发展碳九芳烃产业链资源的综合利用,一方面,扩大生产偏酐的原料偏三甲苯生产规模,缓解市场供需矛盾;另一方面,充分利用氧化尾气制氮和二氧化碳的补链优势以及偏三甲苯烷基化制均四甲苯和连四甲苯、副产均三甲苯与连三甲苯等强链功能,增强整个碳九产业综合竞争力。总之,偏三甲苯连续化氧化工艺将会是行业发展趋势,同时增强技术研发力度,增加资本投入,在结晶-离心-成酐连续工艺等技术上有所突破,早日实现偏酐全连续化工艺生产。

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