乙二酸二丙稀酸羥乙酯基酯及其合成方法
2023-12-08 08:11:11 1
專利名稱：乙二酸二丙稀酸羥乙酯基酯及其合成方法
技術領域：
本發明涉及一種新型化合物——乙二酸二丙稀酸羥乙酯基酯及其合成方法。
背景技術：
近年來，紫外光固化塗料(以下簡稱UV塗料)由於其不含揮發性有機溶劑，作為一種綠色環保塗料在許多工業及民用領域得到廣泛應用，是塗料工業清潔生產的一種重要方面。UV塗料主要由四大部分組成，即成膜樹酯、稀釋單體、光敏劑與助劑。UV塗料的性能及應用完全取決於上述物質的性能及組成。現有的稀釋單體主要由多元醇和丙烯酸酯化反應而成，雖然其性能較好，但仍有以下缺點①對皮膚和眼睛有刺激，②價格較高，③合成工藝容易發生聚合問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種對人體無刺激，價格低廉，合成方法簡便，性能優良的二元丙烯酸酯單體及其合成方法。
本發明的乙二酸二丙稀酸羥乙酯基酯具有如下結構式 分子量286，無色透明液體，25℃時粘度為20-40CP，密度為1.01-1.05g/ml，外觀為透明無色液體，色度小於100APHA，酸價小於30mgKOH/g，溶劑含量低0.5％，酯含量大於96％。
本發明的乙二酸二丙稀酸羥乙酯基酯合成方法為(1)、配料比乙二酸∶丙稀酸羥乙酯∶脫水劑＝1摩爾∶1.90-2.05摩爾∶200～400g；催化劑用量為總投料量質量比的1％-5％；阻聚劑用量為丙稀酸羥乙酯的0.5％-1.5％；抗氧劑為總投料量質量比的0.05-0.08％。
(2)、工藝過程及條件將乙二酸、丙稀酸羥乙酯、催化劑、阻聚劑、抗氧劑、脫水劑投入反應器中攪拌升溫到沸點回流脫水，反應溫度由脫水劑的沸點控制，直到分水量達到理論值，冷卻，過濾，脫去溶劑，包裝得到產品。
所用的催化劑為硫酸、對甲苯磺酸、雜多酸、固體酸、陽離子交換樹脂中的任一種。
所用的阻聚劑為叔丁基對甲酚或對苯二酚或對羥基苯甲醚或硫酸銅。
所用的抗氧劑為次亞磷酸鈉或亞磷酸三苯酯或亞磷酸三丁酯或亞磷酸三乙酯。
所用的脫水劑為環已烷或苯或甲苯。
本發明的化合物反應式如下 本發明的乙二酸二丙稀酸羥乙酯基酯具有對人體無刺激，價格低廉，固化速度快的性能，同時具有成膜劑和稀釋劑的功能，可以取代現有的二元丙烯酸酯如TPGDA、NPGDA，是一種新型的丙烯酸單體，可以大幅度地降低UV塗料成本和對人體的刺激性，其他性能均達到或超過現有的二元丙烯酸單體。
該合成方法操作簡單，易於控制，生產過程無任何廢料排出，並且不需做精製處理，無環境汙染問題，是一個典型的清潔生產過程。
具體實施例方式
實施實例1在帶攪拌的三口燒瓶中，加入乙二酸66g(0.525mol)、丙烯酸羥乙酯116g(1mol)、苯150g、對甲苯磺酸4g、次亞磷酸鈉0.1g、2，6-叔丁基對甲酚1g，升溫至77℃回流脫水，兩個小時後分水36g，溫度升至85℃反應終止，降至室溫，過濾，減壓脫出苯，得產品150g。取樣測酸值15mgKOH/g，酯含量96.8％，粘度30CP(25℃)，色度60APHA。
實施實例2在1000L工業反應器中投入乙二酸198kg，丙烯酸羥乙酯348kg，苯400kg，對甲苯磺酸30kg，2，6-叔丁基對甲酚3kg，亞磷酸三苯酯0.5kg，啟動攪拌，蒸汽夾套加熱，升溫至77℃，開始回流脫水，反應2.5h後，溫度升至85℃，分水109kg，反應完畢，降溫冷卻至室溫，用紗芯過濾器過濾。將濾液抽至脫溶劑釜，減壓蒸餾脫出苯，得產品440kg。質檢結果為酸值13.5mgKOH/g，酯含量97.2％，粘度28CP(25℃)，色度60APHA。
實施實例3
在1000L工業反應器中投入乙二酸200kg，丙烯酸羥乙酯360kg，苯450kg，硫酸氫鈉30kg，對羥基苯甲醚3kg，次亞磷酸鈉0.5kg，啟動攪拌，蒸汽夾套加熱，升溫至77℃，開始回流脫水，反應2.5h後，溫度升至85℃，分水108kg，反應完畢，降溫冷卻至室溫，用紗芯過濾器過濾。將濾液抽至脫溶劑釜，減壓蒸餾脫出苯，得產品460kg。質檢結果為酸值14.0mgKOH/g，酯含量96.8％，粘度25CP(25℃)，色度50APHA。
實施實例4在1000L工業反應器中投入乙二酸198kg，丙烯酸羥乙酯348kg，苯400kg，雜多酸30kg，2，6-叔丁基對甲酚3kg，亞磷酸三丁酯0.5kg，啟動攪拌，蒸汽夾套加熱，升溫至77℃，開始回流脫水，反應2.5h後，溫度升至85℃，分水110kg，反應完畢，降溫冷卻至室溫，用紗芯過濾器過濾。將濾液抽至脫溶劑釜，減壓蒸餾脫出苯，得產品420kg。質檢結果為酸值13.8mgKOH/g，酯含量97.5％，粘度30CP(25℃)，色度65APHA。
權利要求
1.一種乙二酸二丙稀酸羥乙酯基酯，其特徵在於該化合物有如下結構式 分子量為286、25℃時粘度為20-40CP，密度為1.01-1.05g/ml，外觀為透明無色液體，色度小於100APHA，酸價小於30mgKOH/g，溶劑含量低於0.5％，酯含量大於96％。
2.一種如權利要求1所述的乙二酸二丙稀酸羥乙酯基酯的合成方法，其特徵在於包括以下工藝條件(1)、配料比乙二酸∶丙稀酸羥乙酯∶脫水劑＝1摩爾∶1.90-2.05摩爾∶200～400g；催化劑用量為總投料量質量比的1％-5％；阻聚劑用量為丙稀酸羥乙酯的0.5％-1.5％；抗氧劑為總投料量質量比的0.05-0.08％；(2)、工藝過程及條件將乙二酸、丙稀酸羥乙酯、催化劑、阻聚劑、抗氧劑、脫水劑投入反應器中攪拌升溫到沸點回流脫水，反應溫度由脫水劑的沸點控制，直到分水量達到理論值，冷卻，過濾，脫去溶劑，包裝得到產品。
3.根據權利要求2所述的乙二酸二丙稀酸羥乙酯基酯合成方法，其特徵在於所用的催化劑為硫酸、對甲苯磺酸、雜多酸、固體酸、陽離子交換樹脂中的任一種。
4.根據權利要求2所述的乙二酸二丙稀酸羥乙酯基酯合成方法，其特徵在於所用的阻聚劑為叔丁基對甲酚或對苯二酚或對羥基苯甲醚或硫酸銅。
5.根據權利要求2所述的乙二酸二丙稀酸羥乙酯基酯合成方法，其特徵在於所用的抗氧劑為次亞磷酸鈉或亞磷酸三苯酯或亞磷酸三丁酯或亞磷酸三乙酯。
6.根據權利要求2所述的乙二酸二丙稀酸羥乙酯基酯合成方法，其特徵在於所用的脫水劑為環己烷或苯或甲苯。
全文摘要
一種乙二酸二丙稀酸羥乙酯基酯，該化合結構式如右，其合成方法為(1)乙二酸∶丙稀酸羥乙酯∶脫水劑＝1摩爾∶1.90－2.05摩爾∶200～400g；催化劑用量為總投料量質量比的1％－5％；阻聚劑用量為丙稀酸羥乙酯的0.5％－1.5％；抗氧劑為總投料量質量比的0.05－0.08％。(2)工藝過程及條件將乙二酸、丙稀酸羥乙酯、催化劑、阻聚劑、抗氧劑、脫水劑投入反應器中攪拌升溫到沸點回流脫水，反應溫度由脫水劑的沸點控制，直到分水量達到理論值，冷卻，過濾，脫去溶劑，包裝得到產品。本發明為一種固化速度快、價格低廉、無刺激、性能優異的二元丙稀酸酯，具有成膜劑和稀釋劑的雙重功能。
文檔編號C07C69/347GK1616401SQ20041004676
公開日2005年5月18日 申請日期2004年9月17日 優先權日2004年9月17日
發明者單文偉, 曾光明, 湯楊, 彭敏 申請人:湖南大學