本發(fā)明涉及化工涂料領(lǐng)域,特別涉及一種新戊二醇二丙烯酸酯的制備方法。
背景技術(shù):
新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA),是一種目前UV涂料領(lǐng)域用量較大的二官能丙烯酸酯單體,具有優(yōu)越的綜合性能,固化漆膜性能好,同時具有很強(qiáng)的稀釋能力,在諸多領(lǐng)域被應(yīng)用,如光固化涂料、印刷油墨、粘合劑和復(fù)合材料等。目前生產(chǎn)此單體的方法一般是通過直接酯化法,通過酯化反應(yīng)后,經(jīng)過堿液中和、萃取、水洗以及真空脫除溶劑,最終得到產(chǎn)品。具體是由新戊二醇與丙烯酸,在催化劑(如甲基磺酸、對甲基苯磺酸、無機(jī)雜多酸)及阻聚劑(如對苯二酚、對羥基苯甲醚、苯酚、硫酸銅、氯化銅、氯化亞銅等一種或幾種)的作用下,通過使用帶水溶劑(如甲苯、正庚烷、正己烷、環(huán)己烷等一種或幾種)不斷進(jìn)行酯化脫水,酯化反應(yīng)結(jié)束后,用低濃度堿液中和酯化液中過量的酸、酸性催化劑以及萃取出阻聚劑,最后抽真空脫除帶水溶劑。實際生產(chǎn)中,為了增加酯化反應(yīng)程度,通常丙烯酸是過量10-15%,而過量未反應(yīng)的丙烯酸、催化劑以及阻聚劑必須去除,現(xiàn)有技術(shù)唯一方法是采用上述中和、萃取、水洗的工藝,生產(chǎn)一噸的產(chǎn)品約產(chǎn)生1噸的廢水,同時損耗了大量的丙烯酸,不僅廢水處理成本高,產(chǎn)品收率也低,是一種極不環(huán)保的生產(chǎn)工藝。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處,提供一種能大幅度減少廢水排放,以及提高產(chǎn)品收率的新戊二醇二丙烯酸酯的制備方法。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種新戊二醇二丙烯酸酯的制備方法,制備步驟具體如下:
(1)取新戊二醇(NPG)32.1wt%,丙烯酸48.8wt%,甲基磺酸催化劑2wt%,對苯二酚800ppm,次磷酸0.23wt%,環(huán)己烷16wt%;投入反應(yīng)釜混合攪拌,通空氣,打開蒸汽閥門緩慢加熱,控制汽壓在0.5Mpa左右,1小時升溫到70-80℃,并保持30分鐘,控制蒸氣壓為0.5Mpa,反應(yīng)溫度80-91℃,反應(yīng)12小時,反應(yīng)結(jié)束,取樣送檢,檢測酯化酸值20-50mgKOH/g左右時,表明反應(yīng)結(jié)束;
(2)酯化反應(yīng)后物料經(jīng)泵打入又40wt%大孔吸附樹脂、40wt%離子交換樹脂和20wt%活性分子篩搭配的吸附塔內(nèi),控制流速使物料緩慢通過交換吸附樹脂進(jìn)行脫酸處理;溫度控制在20-60℃,檢測酸值≤5mgKOH/g,終止吸附;
(3)開啟真空機(jī)組,保持真空度-0.09Mpa以上,控制物料溫度在60-90℃,脫去溶劑,經(jīng)冷卻得產(chǎn)品。
本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處,提供一種能大幅度減少廢水排放,以及提高產(chǎn)品收率的新戊二醇二丙烯酸酯的制備方法。
本發(fā)明目的實現(xiàn),主要改進(jìn)是酯化反應(yīng)后,用樹脂交換吸附代替原有中和、萃取、水洗工藝,通過樹脂交換吸附,將反應(yīng)產(chǎn)物中過量丙烯酸、阻聚劑等吸附到樹脂中,使得不需經(jīng)過中和、萃取就能達(dá)到去除產(chǎn)物中未反應(yīng)的丙烯酸及阻聚劑等的目的,極大的減少了廢水的產(chǎn)生,克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足,實現(xiàn)了本發(fā)明的目的,實現(xiàn)了清潔、環(huán)保生產(chǎn)。具體說,本發(fā)明新戊二醇二丙烯酸酯制備方法,包括新戊二醇二丙烯酸酯在溶劑中酯化,去酸,去阻聚劑,脫除溶劑,其特征在于酯化結(jié)束后的產(chǎn)物經(jīng)樹脂吸附至酸值符合要求,進(jìn)行抽真空脫除溶劑。
本發(fā)明中樹脂交換吸附,主要是去除反應(yīng)產(chǎn)物中未反應(yīng)物(如過量丙烯酸、阻聚劑等),試驗表明,本發(fā)明吸附樹脂可以是大孔樹脂或離子交換樹脂或活性分子篩,通過樹脂或分子篩的化學(xué)及物理吸附作用,將反應(yīng)產(chǎn)物中未反應(yīng)物吸附于樹脂中。樹脂交換吸附,可通過檢測產(chǎn)物的酸值(如≤5mgKOH/g)判斷是否終止吸附。樹脂吸附可采用一種或者兩種以上樹脂搭配使用,具有更好的吸附效果。樹脂吸附飽和后可經(jīng)過活化后重新使用。
本發(fā)明新戊二醇二丙烯酸酯制備方法,相對于現(xiàn)有技術(shù),通過樹脂交換吸附來去除或降低反應(yīng)產(chǎn)物中未反應(yīng)物,不同中和、萃取、水洗工藝,生產(chǎn)過程基本無洗滌廢水產(chǎn)生,減少了生產(chǎn)過程中廢水的排放,交換樹脂吸附飽和可以回收經(jīng)活化后再利用,是一種節(jié)能減耗環(huán)保新工藝。其次,不用水洗,無產(chǎn)物被水洗滌浪費,提高了產(chǎn)品收率,可增加收率5%以上。
具體實施方式
為了便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解,下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明,實施方式提及的內(nèi)容并不限定本發(fā)明的范圍。
實施例
一種新戊二醇二丙烯酸酯的制備方法,制備步驟具體如下:
(1)取新戊二醇(NPG)32.1wt%,丙烯酸48.8wt%,甲基磺酸催化劑2wt%,對苯二酚800ppm,次磷酸0.23wt%,環(huán)己烷16wt%;投入反應(yīng)釜混合攪拌,通空氣,打開蒸汽閥門緩慢加熱,控制汽壓在0.5Mpa左右,1小時升溫到70-80℃,并保持30分鐘,控制蒸氣壓為0.5Mpa,反應(yīng)溫度80-91℃,反應(yīng)12小時,反應(yīng)結(jié)束,取樣送檢,檢測酯化酸值20-50mgKOH/g左右時,表明反應(yīng)結(jié)束;
(2)酯化反應(yīng)后物料經(jīng)泵打入又40wt%大孔吸附樹脂、40wt%離子交換樹脂和20wt%活性分子篩搭配的吸附塔內(nèi),控制流速使物料緩慢通過交換吸附樹脂進(jìn)行脫酸處理;溫度控制在20-60℃,檢測酸值≤5mgKOH/g,終止吸附;
(3)開啟真空機(jī)組,保持真空度-0.09Mpa以上,控制物料溫度在60-90℃,脫去溶劑,經(jīng)冷卻得產(chǎn)品。
對比例
(1)取新戊二醇(NPG)32.1wt%,丙烯酸48.8wt%,甲基磺酸催化劑2wt%,對苯二酚800ppm,次磷酸0.23wt%,環(huán)己烷16wt%。投入反應(yīng)釜混合攪拌,通空氣,打開蒸汽閥門緩慢加熱,控制汽壓在0.5Mpa左右,1小時升溫到70-80℃,并保持30分鐘,控制蒸氣壓為0.5Mpa,反應(yīng)溫度80-91℃,反應(yīng)12小時,反應(yīng)結(jié)束,取樣送檢,檢測酯化酸值20-50mgKOH/g左右時,表明反應(yīng)結(jié)束。
(2)向反應(yīng)釜中加入10%環(huán)己烷后,加入50wt%堿液洗滌,靜置分層,取上層有機(jī)相,直至上層相酸值接近零。
(3)向反應(yīng)釜中加入50wt%堿液洗滌,靜置分層,取上層有機(jī)相,直至上層相的阻聚劑被完全萃取。
(4)向反應(yīng)釜中加入蒸餾水25wt%洗滌,靜置分層,取上層有機(jī)相。
(5)開啟真空機(jī)組,保持真空度-0.09Mpa以上,控制物料溫度在60-90℃,脫去溶劑,經(jīng)冷卻得產(chǎn)品,收率86%。
以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實施方式,其描述較為具體和詳細(xì),但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制,但凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案,均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。