29387-86-8丙二醇丁醚的應(yīng)用

背景及概述^[1][2]

丙二醇丁醚分子結(jié)構(gòu)中含有醚鍵和羥基，前者具有親油性，能夠與疏水性化合物 互溶，后者具有親水性，可以與親水性化合物互溶，因而具有“萬能溶劑”之稱。丙二醇丁醚是丙二醇醚系列的重要產(chǎn)品之一，是一種優(yōu)良的溶劑，廣泛用于涂料，顏料，油墨，高效清洗劑，印刷，皮革以及電子化學(xué)品等行業(yè)。與乙二醇醚相比較，丙二醇醚的毒性大大降低，因此丙二醇醚可以有效地替代乙二醇醚，并且被越來越多的使用者所接受。

制備^[1]

環(huán)氧丙烷法是目前工業(yè)上普遍采用的合成丙二醇丁醚的方法，另外還有 Willamson法和縮乙醛法等方法，后者由于存在各種問題所以應(yīng)用于實際產(chǎn)業(yè)化的較少。目前國內(nèi)外主要從反應(yīng)器和催化劑這兩大方面對環(huán)氧丙烷法合成丙二醇丁醚進行研究。

美國 Dow Chemical公司開發(fā)出一種不溶性含有正磷離子(PR⁴⁺)的聚合物催化劑；BPChemicals公司開發(fā)出一種金屬全氟磺酸聚合物催合劑，用于催化環(huán)氧丙烷與甲醇的加成反應(yīng)；李志松 等采用磷鉬酸鹽改性Al₂O₃作催化劑,采用催化精餾合成新工藝,用于丙二醇單丁醚的合成。

工業(yè)上普遍采用傳統(tǒng)的均相酸性或堿性作為催化劑，但是這就導(dǎo)致了易腐蝕設(shè)備，催化劑 難與產(chǎn)物分離等問題，特別是固體酸催化劑還存在選擇性差，副產(chǎn)物多的問題。因此，亟需 我們開發(fā)出一種高活性、環(huán)境友好的催化劑，提高產(chǎn)業(yè)工藝技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量。

CN201710832738.8提供一種合成丙二醇丁醚的方法，該方法避免了傳統(tǒng)均相酸性 或堿性作為催化劑導(dǎo)致的易腐蝕設(shè)備，催化劑很難與產(chǎn)物分離等問題，該方法工藝簡單、能耗低，且催化劑易分離、可重復(fù)使用，節(jié)能環(huán)保。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：將正丁醇、催化劑加入到反應(yīng)釜中，密封攪拌，用N2 置換出釜內(nèi)空氣，加熱升溫至設(shè)定溫度，緩慢通入環(huán)氧丙烷，并控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度基本恒 定，控制反應(yīng)釜內(nèi)壓力在0.20～0.50MPa，環(huán)氧丙烷通入設(shè)定質(zhì)量后，繼續(xù)在所設(shè)溫度下進 行反應(yīng)，直至釜內(nèi)壓力恒定，且30min內(nèi)保持不變，反應(yīng)結(jié)束后降溫并出料，得到丙二醇丁醚產(chǎn)品。

本發(fā)明的優(yōu)點是：反應(yīng)所用的固體堿催化劑催化反應(yīng)后，環(huán)氧丙烷的轉(zhuǎn)化率和丙 二醇丁醚的產(chǎn)率都要高于工業(yè)上應(yīng)用傳統(tǒng)催化劑NaOH。同時又避免了傳統(tǒng)均相催化劑腐蝕 設(shè)備、產(chǎn)物處理較困難等問題，具有催化活性高、選擇性好、催化劑可循環(huán)使用，反應(yīng)條件溫和、與產(chǎn)物易分離、能耗低和環(huán)境污染小等優(yōu)勢。

應(yīng)用^[2]

一、用于合成丙二醇丁醚乙酸酯

丙二醇丁醚乙酸酯(Propylene glycol butyl ether acetate，簡稱PBA)，屬于二元醇醚酯類產(chǎn)品，是一種環(huán)保、高效、性能優(yōu)良的有機溶劑，廣泛應(yīng)用于油漆、涂料、印刷油墨、合成樹脂、粘結(jié)劑、紡織印染和皮革鞣劑等行業(yè)。丙二醇丁醚乙酸酯主要由丙二醇丁醚和乙酸在酸催化劑作用下制得。

目前普遍使用的酸催化劑有硫酸、氯化鐵等，但其會腐蝕設(shè)備，反應(yīng)后產(chǎn)品顏色深，產(chǎn)品與催化劑不易分離，其脫水性和氧化性還會導(dǎo)致一系列副反應(yīng)的發(fā)生。傳統(tǒng)帶水劑甲苯等具有致畸、致癌性，亟需開發(fā)易分離、腐蝕小、環(huán)境友好的催化劑及生產(chǎn)工藝，滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求。研究合成丙二醇丁醚乙酸酯可行的生產(chǎn)路線，優(yōu)化生產(chǎn)工藝并降低成本，對于該產(chǎn)品的實際工業(yè)化具有重大意義。

CN201810446362.1開發(fā)了一種固體酸催化體系，提供一種催化劑與產(chǎn)物分離容易、對設(shè)備腐蝕性小、反應(yīng)經(jīng)濟、清潔無污染的合成丙二醇丁醚乙酸酯的方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：以丙二醇丁醚和乙酸為原料，以乙酸仲丁酯為帶水劑，在固體酸催化劑S₂O₈^2-/ZrO₂-SnO₂的作用下，合成丙二醇丁醚乙酸酯。其反應(yīng)式如下：

采用S₂O₈^2-/ZrO₂-SnO₂固體酸催化劑，反應(yīng)過程中不溶解，反應(yīng)完成后過濾即可分離，減少能耗。副反應(yīng)少，產(chǎn)品不易著色，丙二醇丁醚轉(zhuǎn)化率高達(dá)98.73％， 丙二醇丁醚乙酸酯產(chǎn)率為95.55％。催化劑活性高且可以重復(fù)使用。

二、用于配制一種丙二醇丁醚復(fù)合防凍劑

防凍劑是為冬季建筑混凝土施工而設(shè)計研制的，它可以加速混凝土負(fù)溫條件下的凝結(jié)和硬化，強度增長明顯并且不影響后期強度的發(fā)展，單一的防凍劑往往效果不理想，一般使用復(fù)合產(chǎn)品，丙二醇丁醚復(fù)合防凍劑是一種性能良好的防凍劑。

CN201210235468.X提供一種批量制備丙二醇丁醚復(fù)合防凍劑的方法，該劑是以丙二醇丁醚、尿素、碳酸鈉、硼砂引氣劑、季戊四醇高效減水劑為原料，以化學(xué)反應(yīng)釜為容器，輔以適當(dāng)?shù)臏囟群头磻?yīng)時間，來制備丙二醇丁醚復(fù)合防凍劑，生產(chǎn)該產(chǎn)品使用的原料配比是：丙二醇丁醚75%-77%、尿素12%-14%、碳酸鈉3%、硼砂引氣劑4%、季戊四醇高效減水劑4%。一種丙二醇丁醚復(fù)合防凍劑的配制方法，其特征由以下步驟構(gòu)成：

（1）將配方量的丙二醇丁醚送入化學(xué)反應(yīng)釜，將溫度調(diào)升至38℃-40℃之間，攪拌，分別將配方量的尿素、碳酸鈉加入反應(yīng)釜，攪拌反應(yīng)30分鐘。

（2）降溫至常溫，繼續(xù)攪拌，分別將配方量的硼砂引氣劑、季戊四醇高效減水劑加入反應(yīng)釜，攪拌反應(yīng)15分鐘后停止攪拌得到成品。

（3）使用時，可將丙二醇丁醚復(fù)合防凍劑按1%的用量摻入混凝土即可。

主要參考資料

[1]CN201710832738.8 一種合成丙二醇丁醚的方法

[2]CN201810446362.1 一種丙二醇丁醚乙酸酯合成方法

[3]CN201210235468.X 一種丙二醇丁醚復(fù)合防凍劑的配制方法