二缩三丙二醇双丙烯酸酯的制备

2013-10-22赵德章

天津化工 2013年5期

赵德章

(天津市化学试剂研究所，天津 300240)

辐射固化材料是20世纪60年代由德国开发的一种节能环保型涂料。该涂料受到紫外光照射后发生光化学反应，使涂层快速聚合、交联，从而达到涂层固化[1]。辐射固化技术包括紫外光固化（UV）和电子束（EB）固化，它是一种先进的表面加工技术。由于辐射固化技术具有节能、环保、高效、优质等特点，完全符合当前低碳经济和绿色经济发展的要求，因此近年来得到较大的发展。辐射固化原材料主要为活性稀释剂（功能性丙烯酸单体）、低聚物（各种丙烯酸树脂）和光引发剂。辐射固化活性单体包括单官能团、双官能团、多官能团丙烯酸酯、丙烯酸羟基酯等，国内已有十多家专业生产企业生产近20种活性稀释剂。进入20世纪80年代，国家实行改革开放政策，彩电、印刷包装和建材工业引进了多条光固化生产线，带动了国内UV涂料和UV油墨的开发，促进了光固化原材料和光源的研究和生产[2]。由于二缩三丙二醇双丙烯酸酯的市场需求，本文以其为研发目标是基于二缩三丙二醇双丙烯酸酯用于涂料等多种领域，是涂料工业中的重要组成部分。丙烯酸酯的生产路线一为酯化法。此法生产的丙烯酸酯纯度高、颜色好，但成本也高，不适合国内市场需求。国外大都采用此法；二为醇、酸法，生产的丙烯酸酯其纯度、颜色相对来说较差，但其成本低廉，售价也较低，适于国内市场的需求，故此，目前国内大都采用此法研制、生产。本文的目的是研制一种低粘度、高活性的用于工业化的产品制备方法。

1 实验部分

1.1 原材料

二缩三丙二醇，丙烯酸，对甲苯磺酸，硫酸铜。

1.2 主要仪器

三口烧瓶，电动搅拌器，冷却器，分水器，温度计，接收瓶，电加热套，真空泵，过滤器。

1.3 合成原理

醇酸酯化反应可以看成是醇在羧酸的上加成过程，是一种特殊的羰基加成反应，反应式如下：

HO—CH（CH3）—CH2O—CH（CH3）—CH2O—CH（CH3）—CH2OH+2CH2==CH—COOH→

CH2==CH—COO—CH（CH3）—OH2C—CH（CH3）—CH2O—CH（CH3）—CH2OOH—CH==CH2+2H20

1.4 实验步骤

A:将二缩三丙二醇、丙烯酸按一定物质的量比1：1.05投入事先加入甲苯（50%～70%）的三口瓶中，开启搅拌并加入活性炭1.5g、阻聚剂1 g、催化剂3g，加热反应升温至115～120℃，收集生成水，保持2～3h，以酸值不再下降、出水达到理论出水量结束反应。

B:将反应生成物收集、冷却、过滤，加入一定浓度的氯化钠、氢氧化钠水（10%）溶液，进行水洗，沉淀分层，去掉废水，重复2～3遍，收集物料。

C:将收集的物料通过减压蒸馏，温度控制在115～120℃(35×133Pa)约 1h 停止加热，继续抽真空降温50～60℃时出料。

2 结果与讨论

2.1 物料比、反应温度、时间及催化剂对产品收率的影响

实验方法相同，将物料比分别定在1∶1、1∶1.10、1∶115、1∶120；反应温度分别为 115℃、116℃、117℃、120℃；反应时间分别为 1.5h、2h、2.5h、3h，然后将催化剂分别为3g、5g、6.5g、7g进行试验，然后分别收集生成物料试验结果见表1。可见催化剂、时间、温度及物料比对收率均有一定的影响，而经过多次试验3#的条件为最佳反应条件。