[发明专利]电子级丙二醇甲醚的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及精细化学品的制备方法，具体地说，本发明是一种电 子级丙二醇甲醚的制备方法。

背景技术

丙二醇甲醚是一类性能优良的精细化学品，由于其具有两个化学 功能很强的溶解力因子或基团-醚键和羟基，素有“万能”溶剂之称， 作为溶剂或有机原料被广泛用于涂料、油漆、油墨、印刷、染料、皮 革、感光材料、电子化学品、高级清洗剂、合成制动液和喷气燃料添 加剂等工业领域。丙二醇醚类化合物的毒性要远低于乙二醇醚类化合 物，因此正在逐步取代后者。

电子级丙二醇甲醚在液晶平面显示器制造工程中，用作洗净液或 剥离液，以及用于半导体制造步骤中的洗净液，中国台湾、日本、韩 国等地区的需求正逐年增长中，此三个地区的年市场规模约为4万 吨。随着液晶电视和液晶显示器在中国市场的普及，电子级丙二醇甲 醚作为环保型的电子原件清洗剂，在中国市场需求量是十分巨大的。

工业上丙二醇甲醚是由环氧丙烷和甲醇在催化剂存在下制得，由 于环氧分子的不对称，不管采用何种催化剂在反应产物中都存在两种 异构体，即伯醚(1-甲氧基-2-丙醇)和仲醚(2-甲氧基-1-丙醇)。

工业上环氧丙烷合成丙二醇醚的方法均相法和多相法。其中，均 相法的特点均相催化酸碱强度均一，催化效率高，但均相催化反应存 在产物与催化剂分离、废液处理及设备腐蚀等弊端。而固体催化剂的 活性和稳定性比较高，但是产物中的伯醚的比例较低，选择性较差。

目前，报道的固体碱性催化剂主要有碱性水滑石、阴离子氢氧化物粘 土、阴离子交换树脂、镁铝复合氢氧化物及碱金属交换分子筛，具有 伯醚选择性高及易分离的特点，但活性和稳定性相对较差。

目前，在国内最为经典的反应是由环氧丙烷与甲醇在醇钠做催化 剂的作用下生成丙二醇甲醚，采用管道连续反应，管道内温度为100～ 185℃，反应压力为3～4.5MPa，连续出料。反应压力较高，对设备 的要求较高，危险性加大。使用的醇钠催化剂是用氢氧化钠与低级脂 肪醇反应时会有水生产，水又会和环氧丙烷反应生产丙二醇，影响产 品纯度和选择性。

中国专利CN1201714A公开了一种用于丙二醇醚合成的固体催 化剂，该催化剂含有化学式如下的组合物组成：MgaAlb(OH)_2a+3b；式 中a/b的取值范围1～12，a为镁原子数，b为铝原子数，X-衍射图谱 表明该催化剂不是水滑石结构，使用该催化剂合成丙二醇醚，环氧丙 烷转化率90％，产品结构比例95∶5。

因为现有技术中，普遍采用醇钠催化剂，所以成品中许多金属离 子含量都超标产品不能达到电子级，不能用于电子化学品行业。

发明内容

本发明克服了上述缺点，提出了一种电子级丙二醇甲醚的制备方 法。该方法可大大降低丙二醇甲醚中金属离子的含量。

一种电子级丙二醇甲醚的制备方法，以环氧丙烷和甲醇为原料， 在三乙胺为催化剂存在下转化为丙二醇甲醚，且整个反应过程是在不 锈钢材质的催化蒸馏塔中进行。环氧丙烷和甲醇的摩尔比为1∶6， 催化剂三乙胺占环氧丙烷和甲醇的总重量的3～5wt％。催化精馏塔的 反应温度在110～135℃，反应压力在0.45～0.65MPa。

本发明所说的百分比，如无特别说明，均指重量百分比。

电子级丙二醇甲醚作为一种性能优良，环境友好的溶剂，是液晶 (LCD)面板、硅基芯片生产过程中关键的清洗材料，同时又可用于 电子行业印刷电路板产品的层压复合以及焊接熔物的去除和污点的 清洗，因此丙二醇甲醚的金属离子含量直接影响着电子器件的最终性 能。随着液晶(LCD)面板加工尺寸不断增加，显示像素的提高，对 电子级丙二醇甲醚溶剂的品质，特别是金属离子含量要求越来越高。 普通工业级的丙二醇甲醚溶剂不能达到这些要求，需要进一步地提纯 加工才能达到电子级丙二醇甲醚。

并且，本发明中，催化蒸馏塔采用以下材质以达到电子级丙二醇 甲醚的标准：不锈钢材质是经钝化、抛光处理的316L不锈钢。所述 的催化蒸馏塔的阀门和密封件采用高纯聚四氟乙烯材料。

本发明所得的电子级丙二醇甲醚具备如表1所示的性能。从表1 中可知，金属离子含量较通用级的丙二醇甲醚的金属离子含量，普通 都有明显的下降。

表1 本发明所得的电子级丙二醇甲醚的性能