[發(fā)明專利]低色度三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯的生產(chǎn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710022943.4
• 申請日: 2007-05-28
• 公開（公告）號: CN101066922A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭鐵江;薛建軍
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫百川化工股份有限公司
• 主分類號: C07C69/54
• 分類號: C07C69/54;C07C67/08
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司
• 代理人: 何軍

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯的生產(chǎn)方法，尤其是涉及一種低色度三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯的生產(chǎn)方法。

二、背景技術(shù)

三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯，其英文名稱為TrimethylolpropaneTrimethacrylate，商業(yè)上常采用它的英文簡稱TMPTMA。它是一種具有三個活性官能團(tuán)的甲基丙烯酸多元醇，它在有引發(fā)劑存在的條件下，可在電子束、放射線、紫外線甚至能量較高的可見光的作用下，發(fā)生交聯(lián)式的固化作用，可用作光纖涂料的稀釋劑，也可用作樹脂、PVC、聚烯烴和乙丙橡膠等的交聯(lián)劑。

目前的三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯的生產(chǎn)方法是在催化劑、阻聚劑和帶水劑存在的條件下，由甲基丙烯酸和三羥甲基丙烷進(jìn)行直接酯化反應(yīng)，在反應(yīng)結(jié)束后用固體堿或堿溶液對反應(yīng)液進(jìn)行中和，再進(jìn)行蒸餾、提純，得到三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯的。由于三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯含有烯烴等不飽和鍵，其單體在較高溫度下會發(fā)生聚合，因此在酯化反應(yīng)和成品的蒸餾、提純過程中均有可能發(fā)生聚合反應(yīng)，使得產(chǎn)品變得渾濁、粘滯。因此采用目前的生產(chǎn)方法生成的三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯的收率較低，一般小于85％，而且產(chǎn)品的色號難以做到較低的水平。

三、發(fā)明內(nèi)容

針對上述缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種收率較高的低色度三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯的生產(chǎn)方法，產(chǎn)品的色度可以小于鉑-鈷色標(biāo)的40號。

本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容為，一種低色度三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯的生產(chǎn)方法，其步驟如下：

(1)將三羥甲基丙烷溶于部分溶劑中，這種溶劑兼用作酯化反應(yīng)過程中的帶水劑，先期使用的帶水劑約為整個生產(chǎn)過程中所需帶水劑總量的40～60％，三羥甲基丙烷不能完全溶解時可適當(dāng)加熱，然后將此溶液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，將反應(yīng)釜的溫度加熱到70～80℃，在攪拌的情況下，逐步加入催化劑、阻聚劑，如果所用三羥甲基丙烷原料的色度較高，還可適當(dāng)加入一些脫色劑，最后加入甲基丙烯酸，甲基丙烯酸的加入要緩慢，防止反應(yīng)過早、過度地發(fā)生；

(2)計算量的甲基丙烯酸加完后，再將反應(yīng)釜的溫度加熱到90～120℃，通入0.5～1.5L/min的空氣或氧氣，將余下的、常溫下的帶水劑逐步加入反應(yīng)釜中，以控制反應(yīng)溫度不超過120℃；

(3)帶水劑連同水分形成的共沸物收集于一只可計量的玻璃容器中，待容器中分層出來的水分不再明顯增多時，即表示酯化反應(yīng)基本完成，這時繼續(xù)維持反應(yīng)釜的溫度為90～120℃，回流4個小時；

(4)將反應(yīng)液用質(zhì)量濃度為10％的純堿溶液進(jìn)行中和并水洗，直至其pH值為6～8，再讓其靜置分層；

(5)將上述靜置分層后的溶液的上層有機(jī)相轉(zhuǎn)移到蒸餾塔，在蒸餾釜中加入500～5000ppm的阻聚劑，進(jìn)行蒸餾、提純，即能得到高得率、低色度的三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯，其中在蒸餾塔中用銅網(wǎng)作為填料，或以銅網(wǎng)來支持瓷性的填料，在蒸餾塔頂部的回流收集罐中加入50～500ppm的阻聚劑，蒸餾的壓力為200～400Pa，蒸餾釜的釜溫為60～85℃。

在上述生產(chǎn)方法中反應(yīng)體系中各物質(zhì)的重量配比如下：三羥甲基丙烷15～20％，甲基丙烯酸30～40％，催化劑0.1～5％，帶水劑40～55％，阻聚劑0.05～4％。實際生產(chǎn)過程中，上述各組分之和為100％。

酯化反應(yīng)所用的催化劑為有機(jī)磺酸、無機(jī)雜多酸或濃硫酸，有機(jī)磺酸中優(yōu)選苯磺酸或?qū)妆交撬幔瑹o機(jī)雜多酸則優(yōu)選硅鎢酸。阻聚劑可以是，但不僅限于下列的一種或幾種：對羥基苯甲醚、吩噻嗪、對甲氧基苯酚、對亞硝基苯酚、對苯二酚甲基醚、對苯二酚、水合肼、二叔丁基氮氧自由基、2，2，6，6-四甲基哌啶醇氮氧自由基、硫酸銅或硫酸亞鐵。帶水劑是，但不僅限于下列溶劑的一種或幾種：甲苯、二甲苯、苯或環(huán)己烷。

甲基丙烯酸及生成的產(chǎn)物有不飽和鍵，在較高溫度下其單體會發(fā)生聚合，本發(fā)明的生產(chǎn)方法中通過以下一些措施來進(jìn)行預(yù)防：

(1)物料加入反應(yīng)釜時，反應(yīng)釜所加的溫度不超過80℃，防止酯化反應(yīng)過早地進(jìn)行，或引起局部的聚合反應(yīng)；

(2)通過帶水劑的加入，實現(xiàn)帶水劑和酯化反應(yīng)生成的水形成共沸化合物，共沸物在蒸發(fā)的過程中，將酯化反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)熱帶走，使得反應(yīng)體系的溫度不會過快上升；

(3)為了更好地控制反應(yīng)的溫度，逐步加入余下部分的、常溫下的帶水劑，使得反應(yīng)液升溫較快時，又能被新補(bǔ)充進(jìn)去的低溫帶水劑降下來。