TGIC清洁生产工艺研究

论文摘要

涂料行业是建筑、工业领域的配套行业,也是使用原材料最为广泛的工业之一[1,2]。自2003年以来,世界涂料业发展迅猛其产量约以5%逐年递增,中国做为涂料需求大国增幅最大其产量也约以6.4%逐年递增[3,4]。由于传统涂料的生产和使用会对环境造成一定的污染,粉末涂料凭其低VOC、高涂装效率及优异的工艺特性脱颖而出。目前中国已成为仅次于美国的第二大粉末涂料生产国。粉末涂料是20世纪60年代开始发展起来的一项涂料新品种、新技术,具有节省能源和资源、减少环境污染、工艺简便、易实现自动化、涂层坚固耐用、无公害、劳动生产效率高、粉末可回收等特点[5]。粉末涂料是一种含有100%固体成分、以固态粉末状态存在并以粉末状态进行涂装,然后加热熔融流平,固化成膜的涂料[6]。粉末涂料与一般溶剂型涂料和水性涂料不同,不是使用溶剂或水作为分散介质,而是借助于空气作为分散介质。目前,粉末涂料的应用已涉及到家用电器、仪器仪表等二十多个行业,取得了巨大的经济和社会效益。三(环氧丙基)异氰尿酸酯(TGIC)是应用于粉末涂料中的一种固化剂。由于其具有热稳定性好、耐候性好、耐黄变性优、力学性能卓越而被广泛使用[7]。近年来,由于资源的各种不合理利用,TGIC生产行业中的大量资源和能源变成“三废”排入环境,造成了严重的环境污染,防治生产污染刻不容缓。从我国经济和环境的总体情况及有效防治环境污染的发展趋势来看,实行清洁生产具有积极的意义[8]。通过改进TGIC传统的生产工艺[9]:用干燥取代了传统的脱水方法,从根本上减少了脱水过程中产生的污水;选用高效的催化剂及阻聚剂,大大提高了产品的收率;采用减压分馏等方法分离产物,减少了产物分离过程中产物的损失及污染;并根据实际的工业生产情况,解决了TGIC生产过程中母液和含盐废水的排放问题,制成了新型的紫外光固化树脂和水溶性树脂两种副产品,不仅实现了清洁生产还增加了企业的收益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 清洁生产总述
• 1.1.1 清洁生产的渊源
• 1.1.2 清洁生产的含义
• 1.1.3 清洁生产的具体内容
• 1.1.4 清洁生产的主要目标
• 1.1.5 实行清洁生产的紧迫性
• 1.1.6 清洁生产与传统生产工艺的比较
• 1.1.7 清洁生产可采用的途径
• 1.1.8 清洁生产对环境保护的意义
• 1.2 涂料行业
• 1.2.1 涂料行业状况介绍
• 1.2.2 涂料行业的发展情况
• 1.2.3 涂料行业中存在的问题
• 1.2.4 紫外光固化涂料
• 1.2.5 粉末涂料
• 1.2.6 水性涂料
• 1.3 紫外光固化涂料
• 1.3.1 紫外光涂料的固化机理
• 1.3.2 紫外光固化的工艺特点
• 1.3.3 紫外光固化涂料的主要成分
• 1.3.4 紫外光固化涂料的发展动态
• 1.3.5 紫外光固化涂料的应用领域
• 1.3.6 结语
• 1.4 丙烯酸聚酯树酯
• 1.4.1 丙烯酸树脂的发展
• 1.4.2 水性丙烯酸树脂
• 第2章 TGIC 的清洁生产工艺
• 2.1 综述
• 2.1.1 TGIC 简介
• 2.1.2 反应原理
• 2.1.3 实验构想
• 2.2 实验内容
• 2.2.1 实验试剂与仪器
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 实验结果讨论
• 2.3.1 催化剂种类的选择
• 2.3.2 反应物配比的确定
• 2.3.3 最小用量催化剂的选择
• 2.3.4 反应温度、时间、真空度的影响
• 2.3.5 第一步反应产物保存性实验
• 2.3.6 工业化模拟实验
• 2.4 结论
• 2.5 补充说明
• 第3章 TGIC 清洁生产中母液的回收利用
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 反应原理
• 3.2.2 实验仪器与试剂
• 3.2.3 实验操作步骤
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 反应物配比的影响
• 3.3.2 原料加入方式的影响
• 3.3.3 反应温度的影响
• 3.3.4 剩余环氧的中和
• 3.4 结论
• 第4章 TGIC 清洁生产中含盐废水的处理
• 4.1 水相简介
• 4.2 食盐的性质
• 4.3 实验仪器及试剂
• 4.4 中和法
• 4.4.1 实验方法
• 4.4.2 氯化钠纯度测定
• 4.4.3 出盐流程
• 4.4.4 出水率对出盐纯度的影响
• 4.5 副产品法
• 4.5.1 设想的由来
• 4.5.2 羟基回用
• 4.5.3 催化剂用量的影响
• 4.5.4 反应物配比的影响
• 4.5.5 反应温度的影响
• 4.6.6 反应时间的影响
• 4.7 方法讨论
• 4.8 废水的封闭循环
• 结论
• 参考文献
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文及专利
• 附录 B 酸价测定
• 附录 C 环氧值测定方法
• 附录 D 试剂的配置
• 附录 E 氯化钠纯度的测定
• 附录 F 羟值的测定
• 致谢