[发明专利]双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯的清洁生产方法

说明书

技术领域

本发明属于光固化材料领域，涉及双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯的清洁生产方法。

背景技术

随着科学技术的迅速发展和环境保护法规对溶剂的严格限制，光固化高分子材料越来越受到人们的重视。光固化材料具有固化快、能耗低、污染少、效率高等优良性能，因而广泛用于涂料、印刷以及电子工业等领域，近年来发展迅速。双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯(Di-TMPTA)或季戊四醇四丙烯酸酯(PETA)是一类新型的光固化材料——四官能度光固化单体，具有低刺激、固化速度快、高交联密度、高硬度、耐磨、耐刮、高透明性等优良性能，广泛用于光固化油墨、涂料、胶粘剂等领域，在美国、日本、欧洲发达国家应用广泛。近年来，随着紫外光固化技术在我国的兴起，新型光固化材料作为UV涂料、油墨、粘合剂的原料用途越来越广，使用量在逐年增加。

然而，现有的丙烯酸酯生产方法通常是采用先酯化，然后中和、水洗过量的丙烯酸，再脱溶剂的传统工艺路线。该生产方法存在着三大缺陷：

①所用催化剂大多采用硫酸、对甲苯磺酸、甲烷磺酸等催化剂，通常采用中和、水洗、分层的方法来去除，会产生大量的工业有机废水，对水体环境造成污染；

②反应过程中过量(8％-15％)的丙烯酸全被水洗掉，通常采用中和、水洗、分层的方法来去除，会产生大量高COD的工业有机废水，难处理以及处理费用高等问题使产品制造成本偏高；

③中和、水洗的同时会带走部分丙烯酸酯产品，使收率下降，成本上升。

按照化工清洁生产的要求，丙烯酸酯的传统生产方法必须加以改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯(Di-TMPTA)或季戊四醇四丙烯酸酯(PETA)的清洁生产方法。

一种双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯(Di-TMPTA)或季戊四醇四丙烯酸酯(PETA)的清洁生产方法，该生产方法包含如下步骤：

(1)酯化反应：按双三羟甲基丙烷或季戊四醇∶丙烯酸∶催化剂∶溶剂∶阻聚剂∶抗氧剂＝1(mol)∶4-5(mol)∶5-100(g)∶60-700(g)∶0.3-15(g)∶0.2-15(g)的配比投入全部原料，向釜内连续通入压缩空气或空气与氮气的混和气，升温至70-120℃开始回流脱水，当回流脱水至无水出时，反应结束，检测酸值，并且冷却至≤40℃；

(2)中和：加入片碱及水进行中和；

(3)吸附：加入多硅酸镁吸附剂吸附中和生成的盐；

(4)脱水、脱溶：减压蒸馏脱水、脱溶剂，并回收水和溶剂；所回收的水不需要任何处理可以直接在下一次中和时使用；所回收的溶剂可以直接在下一次酯化反应时使用；

(5)过滤：压滤，过滤掉多硅酸镁及其吸附的盐；

(6)脱色：加入碱性钙基膨润土、氧化钙，进行脱色、脱微量水、脱微量酸；

(7)过滤：压滤，过滤掉碱性钙基膨润土、氧化钙；

(8)产品指标检测：外观：清亮透明粘液，酯含量≥98％，酸值≤1mgKOH，色度≤50APHA，含水率≤0.2％。

其中所述的酯化反应中优选按照双三羟甲基丙烷或季戊四醇∶丙烯酸∶催化剂∶溶剂∶阻聚剂∶抗氧剂＝1(mol)∶4-4.8(mol)∶5-90(g)∶100-650(g)∶1.0-10(g)∶0.2-10(g)的配比投入全部原料；优选按照双三羟甲基丙烷或季戊四醇∶丙烯酸∶催化剂∶溶剂∶阻聚剂∶抗氧剂＝1(mol)∶4.2-4.4(mol)∶8-76(g)∶115-610(g)∶1.2-8.0(g)∶0.5-8(g)的配比投入全部原料。

所述的催化剂为对甲苯磺酸、苯磺酸、甲烷磺酸其中的一种，或两种的任意比例混和物，或三种的任意比例混和物。

所述的酯化反应所用的溶剂为正己烷、正庚烷、苯、甲苯、环己烷、甲基环己烷、乙基环戊烷中的一种或两种，或两种以上的混和物；优选甲苯、环己烷、甲基环己烷中的一种或两种，或两种以上的混和物。

所述的酯化反应所用的阻聚剂为对羟基苯甲醚。

所述的酯化反应所用的抗氧剂为次磷酸、次磷酸钠中的一种或两种任意比例的混和物。

所述的中和步骤中加入占所述的酯化反应各原料质量总和的1wt％～3wt％的片碱及2wt％～10wt％的水进行中和。