[发明专利]烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的生产方法。尤其是涉及一种烷氧基化三羟甲基丙烷和丙烯酸在酸性催化剂、阻聚剂和带水剂等存在下进行酯化反应，生成烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的方法。属有机化工技术领域。

背景技术

烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯是一种具有三个活性官能团的丙烯酸改性多元醇酯，属于第二代光固化涂料活性稀释剂。它在分子中引进了柔性链，在性能上不但具有高活性、高溶解力，而且固化膜的收缩率很小、柔韧性好、对基材的附着力强、对皮肤的刺激性小，明显优于第一代的光固化稀释剂，如：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)等。

常见的烷氧基化三羟甲基丙烷主要为乙氧基化三羟甲基丙烷和丙氧基化三羟甲基丙烷，所以常见的烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯相应地是乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。采用不同加成度的烷氧基化三羟甲基丙烷和丙烯酸进行酯化反应，还可以合成不同加成度的乙氧基化或丙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。在光固化稀释剂中，常用的是加成度为3的乙氧基化或丙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。

加成度为3的三乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，其英文名称为Ethoxylated(3)Trimethylolpropane Triacrylate，简称EO3-TMPTA。加成度为3的三丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，其英文名称为Propoxylated(3)Trimethylolpropane Triacrylate，简称PO3-TMPTA。

目前的烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的生产方法是在催化剂、阻聚剂和带水剂存在的条件下，由烷氧基化三羟甲基丙烷和丙烯酸进行直接酯化反应，在反应结束后用固体碱或碱溶液对反应液进行中和，再进行蒸馏、提纯，得到烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。由于烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯含有烯烃等不饱和键，其单体在较高温度下会发生聚合，因此在酯化反应和成品的蒸馏、提纯过程中均有可能发生聚合反应，使得产品变得浑浊、粘滞。因此采用目前的生产方法生成的烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的收率较低，一般小于85％，而且产品的色号难以做到较低的水平。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种收率较高的烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的生产方法，且产品的色度可以小于铂-钴色标(APHA)的50号。

本发明的目的是这样实现的：一种烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的生产方法，它是将烷氧基化三羟甲基丙烷和丙烯酸在酸性催化剂、阻聚剂和带水剂存在下进行酯化反应，生成烷氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，该方法主要包括以下工艺步骤：

步骤一、将烷氧基化三羟甲基丙烷溶于部分溶剂中，这种溶剂兼用作酯化反应过程中的带水剂，先期使用的带水剂占整个生产过程中所用带水剂总重量的40～60％，烷氧基化三羟甲基丙烷不能完全溶解时可适当加热，然后将此溶液转移到反应釜中，将反应釜的温度加热至70～80℃，在搅拌的情况下，分别加入催化剂、阻聚剂，如果所用烷氧基化三羟甲基丙烷原料的色度较高，还可适当加入一些脱色剂，最后加入丙烯酸，丙烯酸的加入要缓慢，防止反应过早、过度地发生；

步骤二、计算量的丙烯酸加完后，再将反应釜的温度加热到90～120℃，通入0.5～1.5L/min的空气或氧气，将余下的、常温下的带水剂逐步加入反应釜中，以控制反应温度不超过120℃，酯化反应生成的水，以带水剂-水共沸物的形式被带出，使酯化反应不断向生成产物的方向进行；

步骤三、将带水剂连同水分形成的共沸物收集于一只可计量的玻璃容器中，待容器中分层出来的水分不再明显增多时，即表示酯化反应基本完成，这时继续维持反应釜的温度为90～120℃，回流3.5～4.5个小时；

步骤四、将反应釜内的反应液泵入中和釜中，加入质量浓度为8～12％的纯碱溶液进行中和并水洗，直至其pH值为6～8，再让其静置分层；

步骤五、将上述静置分层后的溶液的上层有机相转移到蒸馏釜，在蒸馏釜中加入500～5000ppm的阻聚剂，进行蒸馏、提纯，即能得到烷氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，其中在蒸馏塔中用铜网作为填料，或以铜网来支持瓷性的填料，在蒸馏塔顶部的回流收集罐中加入50～500ppm的阻聚剂，蒸馏的压力为100～500Pa，蒸馏釜的釜温为60～85℃；