[發(fā)明專利]一種丙烯酸羥丙酯的制備工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210013038.3
• 申請日: 2012-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN102584581A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 敖文亮;黃子偉;趙寧;張英泉;蘇良科
• 申請（專利權(quán)）人: 常州?？巳R化學(xué)有限公司
• 主分類號(hào): C07C69/54
• 分類號(hào): C07C69/54;C07C67/26;C07C67/48
• 代理公司: 北京市惠誠律師事務(wù)所 11353
• 代理人: 王美華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及丙烯酸羥酯的制備工藝領(lǐng)域，具體涉及丙烯酸羥丙酯的制備工藝。

背景技術(shù)

丙烯酸酯類按分子結(jié)構(gòu)與應(yīng)用可分為通用丙烯酸酯和特種丙烯酸酯。其中特種丙烯酸酯產(chǎn)量相對較低，生產(chǎn)規(guī)模相對較小，但是其品種卻很多。在眾多特種丙烯酸酯中，丙烯酸羥丙酯是一種無色透明液體，具有碳碳雙鍵和羥基兩個(gè)官能團(tuán)，性質(zhì)極其活波，應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，主要用于輻射固化體系中的活性稀釋劑和交聯(lián)劑，亦可作為樹脂交聯(lián)劑、塑料和橡膠改性劑。

丙烯酸羥丙酯(HPA)的制備方法很多，目前在工業(yè)化生產(chǎn)上最常用的是開環(huán)反應(yīng)法，在反應(yīng)釜中按一定的烷酸比將環(huán)氧丙烷逐步滴加到丙烯酸中，在催化劑、阻聚劑的共同作用下反應(yīng)合成丙烯酸羥丙酯。如本公司原有丙烯酸羥丙酯的制備工藝如下：將丙烯酸(AA)泵入反應(yīng)釜內(nèi)，然后加入催化劑、阻聚劑，在導(dǎo)熱油加熱至80-85℃，常壓氮?dú)獗Ｗo(hù)80-90℃條件下滴加環(huán)氧丙烷(PO)進(jìn)行加成反應(yīng)(反應(yīng)時(shí)間與投料量有關(guān)，投料量越大反應(yīng)時(shí)間越長，如當(dāng)丙烯酸200kg，其他物料按照比例加入時(shí)，反應(yīng)時(shí)間2.5-3.5小時(shí))，滴加完成后關(guān)閉冷卻水自然升溫，待溫度下降后取樣檢測丙烯酸質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于0.5％視為加成反應(yīng)完畢，反應(yīng)完畢后泵入蒸餾釜，在導(dǎo)熱油加熱約120--280℃條件下減壓蒸餾冷凝，分離出輕組分和重組分，中間餾分為該產(chǎn)品。CN101891614也公開了一種丙烯酸羥丙酯的制備方法：將裝有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝管的燒瓶置于水浴上，加入三氧化鐵、對苯二酚及丙烯酸，水浴加熱至80-85℃，攪拌下1.5小時(shí)內(nèi)滴入環(huán)氧丙烷，滴加完畢后80-85℃繼續(xù)反應(yīng)1小時(shí)，然后將反應(yīng)物轉(zhuǎn)入蒸餾瓶中，再加入適量對苯二酚減壓蒸餾，收集75-87℃的餾分即為成品。不同廠家的工藝流程基本相同，在選擇催化劑、阻聚劑、反應(yīng)溫度、時(shí)間等工藝參數(shù)略有區(qū)別。

上述制備工藝的主要技術(shù)問題是：

1、副反應(yīng)較多，生成雙酯等雜質(zhì)，并且雜質(zhì)含量很難控制。

2、常壓條件下，環(huán)氧丙烷嚴(yán)重過量，易形成爆炸性混合氣體，危險(xiǎn)性較高。

3、丙烯酸羥丙酯易聚合，大量聚合物較難處理。

4、有氧條件下，環(huán)氧丙烷易形成混合性爆炸物；無氧條件下，原料和產(chǎn)品易發(fā)生聚合，常壓下難以控制含氧量。

5、丙烯酸受熱后易聚合從而導(dǎo)致爆聚，并釋放大量熱量。

6、簡單蒸餾焦炭殘?jiān)^多，收率低且產(chǎn)生大量廢渣。

針對上述問題，技術(shù)人員通過大量搜索文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)周柳茵在低雙酯含量的丙烯酸羥丙酯的合成中使用符合催化體系和調(diào)整醇酸比來提高產(chǎn)品含量和降低副反應(yīng)中雙酯等雜質(zhì)。

技術(shù)內(nèi)容

本發(fā)明首先要解決的技術(shù)問題是副反應(yīng)較多，生成雙酯等雜質(zhì)；常壓條件下環(huán)氧丙烷嚴(yán)重過量，易形成爆炸性混合氣體，危險(xiǎn)性較高。為此本發(fā)明在反應(yīng)釜中加入適量的水作為助劑，并在密閉條件下進(jìn)行加成反應(yīng)，結(jié)果有效地解決了上述技術(shù)問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：通過真空機(jī)組將反應(yīng)釜抽成真空，保持反應(yīng)釜真空狀態(tài)，利用真空將丙烯酸、催化劑、阻聚劑、水抽入反應(yīng)釜內(nèi)，催化劑、阻聚劑、水與丙烯酸的質(zhì)量百分比分別為0.5×10^-2-2×10^-2、4.5×10^-4-3×10^-4、0.5×10^-3-5×10^-3，完成后保證反應(yīng)釜內(nèi)真空在-0.99Mpa--0.75Mpa，充入氮?dú)獗ＷC氧氣/氮?dú)怏w積比0.01％-0.25％，加熱至80℃-85℃條件下滴加環(huán)氧丙烷，通過控制環(huán)氧丙烷的滴速保證反應(yīng)釜內(nèi)壓力≤60KPa，環(huán)氧丙烷與丙烯酸摩爾比為1.02-1.06∶1，通過冷卻水冷卻控制反應(yīng)溫度在90-100℃(反應(yīng)時(shí)間與投料量有關(guān)，投料量越大反應(yīng)時(shí)間越長，如當(dāng)丙烯酸2000kg，其他物料按照比例加入時(shí)，反應(yīng)時(shí)間1.5-3.5小時(shí))；滴加完成后關(guān)閉冷卻水自然升溫，待溫度下降后取樣檢測丙烯酸質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于0.5％視為加成反應(yīng)完畢；加成反應(yīng)完畢后減壓脫除輕組分環(huán)氧丙烷、水和丙烯酸，將中間品轉(zhuǎn)至中間釜添加質(zhì)量百分比0.5-5‰的水后減壓蒸餾，得丙烯酸羥丙酯。

所述的催化劑無特別限制，可以選自丙烯酸鉻、氯化鉻、乙酰丙酮鉻、乙酸鉻、甲基重鉻酸鈉、丙烯酸鉻等鉻化合物、氯化鐵、鐵粉、甲酸鐵、丙烯酸鐵等鐵化合物中的一種或幾種，優(yōu)選乙酸鉻。