專利名稱：一種二縮三丙二醇的合成方法
技術領域：
本發明涉及一種二縮三丙二醇的合成方法，尤其涉及一種含量高、高聚物含量低、 色澤淺、質量好的二縮三丙二醇合成方法，屬有機化合物的合成技術領域。
背景技術：
二縮三丙二醇(TPG)，是輻射固化(涂料、油墨)二縮三丙二醇二丙烯酸酯 (TPGDA)單體的重要原料之一，其生產方式有以環氧丙烷和水為原料進行水合反應生產 1，2-丙二醇，環氧丙烷水=1 2.9(摩爾比)，1601以上高溫，3 41^￡1壓力。此反應 條件苛刻，反應能耗較高，只能得到40%的1，2_丙二醇水溶液，需經濃縮脫水、精餾，接收 1，2-丙二醇后，再接收副產物。高沸點餾分二縮三丙二醇，生產得率較低，且產品顏色發黃。 用此工藝所得的二縮三丙二醇制備二縮三丙二醇二丙烯酸酯單體，單體酯含量低，約90 92%。以此單體生產涂料表面硬度低，單體顏色深，不能滿足高檔涂料和油墨的要求。采用1，2-丙二醇與環氧丙烷在氫氧化鉀催化劑催化下反應，三者摩爾比為1， 2_丙二醇環氧丙烷催化劑=1 2 2. 5 0.0002。此法，因氫氧化鉀活性高，所得 產品成分復雜，生成物中含有氫氧化鉀，必須對其進行中和處理除堿。中和又會產生水分， 脫除水分增加了生產工序和成本，并有污染產生。產物中，二縮物含量只有29%左右，而四 聚體以上的高聚物含量較多，約占20%左右。這便導致制備二縮三丙二醇二丙烯酸酯單體 時反應速度慢，所得單體酯含量較低，只有90-92%。二縮三丙二醇顏色發黃，色度在70號 以上(黑曾單位)，二縮三丙二醇二丙烯酸酯單體色度在100號以上(黑曾單位)，不能用 于高檔淺色涂料和油墨。為了改進以上方法的不足，中國專利CN1803743提出采用二甲氨基乙醇做 催化劑，并適當加大催化劑的用量，使1，2_丙二醇環氧丙烷催化劑摩爾比= 1 2.5 0.0003 0.02。此法雖然較上述方法提高了二縮物含量，可以達到45 55%， 色澤也有所下降達到20 30號(黑曾單位)。但二縮物含量仍然較低，色澤也仍然較深， 且二甲氨基乙醇與環氧丙烷可以反應生成二甲氨基乙醇聚氧丙烯醚副產物。為了克服色澤深、含量低的缺陷，中國專利(申請號200810020084.X)采用了一 般工藝做成二縮三丙二醇粗品，再經減壓精餾分出二縮三丙二醇，二縮物含量達到99%，最 高達到99. 96%，色澤彡10號(黑曾單位)。但此法能耗大，需在溫度130 190°C、真空度 <40kpa絕壓條件下精餾分離，產品得率低，設備要求高，成本預算多。
發明內容
本發明的主要目的，在于提供一種二縮三丙二醇的合成方法，具有制備簡單，所得 產品質量好，二縮物含量高、顏色淺的特點。為了達成上述目的，本發明的解決方案是一種二縮三丙二醇的合成方法，以市售的1，2_丙二醇為原料，在三苯基膦或 氫氧化鋇催化劑作用下，再以環氧丙烷作為增鏈劑，在一定溫度和壓力條件下反應制得
3二縮三丙二醇，三者摩爾比為1，2_丙二醇環氧丙烷催化劑=1 1.4 0.02 2.2 0. 0005 0. 02，其反應方程式為
1，2-丙二醇+環氧丙烷^^U 二縮三丙二醇(TPG)所述反應溫度為80 140°C。所述的反應壓力為-0. 05 0. 45Mpa。所述氫氧化鋇催化劑采用一水氫氧化鋇或多水氫氧化鋇。所述多水氫氧化鋇優選采用八水氫氧化鋇。本發明的有益效果為本發明選擇了氫氧化鋇或三苯基膦作為催化劑，使反應平 穩、可控性好，產物選擇性提高，環氧丙烷和1，2_丙二醇聚合度降低，反應向更有利的方向 進行。所得產品分布合理，二縮三丙二醇含量高，可以達到48 65% ；三縮物含量為15 25%，四縮物含量為0 1. 5%。高聚物含量低，基本不含有五縮丙二醇以上高聚物；四縮 丙二醇含量也極低，僅0 1. 5%左右。更適宜于合成二縮三丙二醇二丙烯酸酯單體，所得 單體酯含量高，達到95 99% ；其次，產品色澤淺，可達5 10號左右(黑曾單位)，制備 單體顏色也淺，達到5 20號(黑曾單位)，可-用于高檔淺色涂料和油墨。本發明方法工 藝簡單，不利的雜質少、能耗低、無污染。本發明方法與其他方法所得產品有二個重要鑒別 特征和區別產品通過色相色譜分析，高聚物極少；顏色淺，其次反應活性高，反應周期短， 3個小時左右，反應時間至少可以縮短1/3，再是制備二縮三丙二醇的工藝簡單，能耗低。
具體實施例方式實施前反應釜的準備先用蒸餾水把2. 5L高壓反應釜洗幾次，直到干凈為止，烘 干反應釜，冷卻到30 60°C后備用。實施例1在反應釜中加入1，2丙二醇500g，一水氫氧化鋇4. Og,置換N2三次后升溫，溫度 到85°C脫水1小時后升溫到85°C加環氧丙烷573g，加完反應2小時后，降溫脫氣。加入硫 酸2. Ig中和，過濾出料，制得二縮三丙二醇。反應壓力為-0.05Mpa。氣相色譜分析二縮 三丙二醇含量48.5%，四縮五丙二醇測不出。目測樣品色澤5號(黑曾單位)。實施例2在反應釜中加入1，2丙二醇500g，八水氫氧化鋇12. 0g，置換N2三次后升溫，溫度 到85°C脫水1小時后升溫到100°C持續加環氧丙烷690g，反應溫度在100 105°C，加完反 應2小時后，降溫脫氣。加入硫酸3. 8g中和，過濾出料，制得二縮三丙二醇。所述的反應壓 力為0.45Mpa。氣相色譜分析二縮三丙二醇含量58.6%，四縮五丙二醇含量0.35%。目 測樣品色澤5號(黑曾單位)。實施例3在反應釜中加入1，2丙二醇500g，一水氫氧化鋇10. 0g，置換N2三次后升溫，溫度 到85°C脫水1小時后升溫到120°C持續加環氧丙烷800g，反應溫度在120 125°C，加完反 應2小時后，降溫脫氣。加入硫酸5. 28g中和，過濾出料，制得二縮三丙二醇。所述的反應 壓力為0. IMpa。氣相色譜分析二縮三丙二醇含量64.5%，四縮五丙二醇含量1.0%。目測樣品色澤10號(黑曾單位)。實施例4在反應釜中加入1，2丙二醇500g，三苯基膦7. Og,置換N2三次后升溫，溫度到85°C 脫水1小時后持續加環氧丙烷800g，反應溫度在85 90°C，加完反應Ih后，降溫脫氣。降 溫到60°C出料，制得二縮三丙二醇。所述的反應壓力為-O.OlMpa。氣相色譜分析二縮三 丙二醇含量65%，四縮五丙二醇含量0.45%。目測樣品色澤5號(黑曾單位)。實施例5在反應釜中加入1，2丙二醇500g，三苯基膦3. Og,置換N2三次后升溫，溫度到85°C 脫水1小時后升溫到130°C持續加環氧丙烷600g，反應溫度在130 135°C，加完反應1小 時后，降溫脫氣。降溫到60°C出料，制得二縮三丙二醇。所述的反應壓力為0.25Mpa。氣相 色譜分析二縮三丙二醇含量62.5%，四縮五丙二醇含量0.3%。目測樣品色澤5號(黑曾 單位)。實施例6在反應釜中加入1，2丙二醇500g，三苯基膦0. 5g，置換N2三次后升溫，溫度到85°C 脫水1小時后升溫到140°C持續加環氧丙烷570g，反應溫度在135 140°C，加完反應1小 時后，降溫脫氣。降溫到60°C出料，制得二縮三丙二醇。所述的反應壓力為_0.25Mpa。氣 相色譜分析二縮三丙二醇含量52.0%，四縮五丙二醇測不出。目測樣品色澤5號(黑曾 單位)。上述各實施例所制得的二縮三丙二醇經測試，具體指標如下
權利要求
一種二縮三丙二醇的合成方法，其特征在于以市售的1，2 丙二醇為原料，在三苯基膦或氫氧化鋇催化劑作用下，再以環氧丙烷作為增鏈劑，在一定溫度和壓力條件下反應制得二縮三丙二醇，三者摩爾比為1，2 丙二醇∶環氧丙烷∶催化劑＝1∶1.4∶0.02～2.2∶0.0005∶0.02；其反應方程式為。FSA00000245664600011.tif
2.如權利要求1所述的一種二縮三丙二醇的合成方法，其特征在于所述反應溫度為 80 140"C。
3.如權利要求1所述的一種二縮三丙二醇的合成方法，其特征在于所述的反應壓力 為-0. 05 0. 45Mpa。
4.如權利要求1所述的一種二縮三丙二醇的合成方法，其特征在于所述氫氧化鋇催 化劑采用一水氫氧化鋇或多水氫氧化鋇。
5.如權利要求4所述的一種二縮三丙二醇的合成方法，其特征在于所述多水氫氧化 鋇采用八水氫氧化鋇。
全文摘要
本發明公開了一種二縮三丙二醇的合成方法，以市售的1，2-丙二醇為原料，在三苯基膦或氫氧化鋇催化劑作用下，再以環氧丙烷作為增鏈劑，在一定溫度和壓力條件下反應制得二縮三丙二醇，三者摩爾比為1，2-丙二醇∶環氧丙烷∶催化劑＝1∶1.4∶0.02～2.2∶0.0005∶0.02。本發明具有制備簡單，所得產品質量好，二縮物含量高、顏色淺的特點。
文檔編號C07C41/03GK101941893SQ201010264318
公開日2011年1月12日 申請日期2010年8月24日 優先權日2010年8月24日
發明者張偉鋼, 王偉松, 王新榮, 王勝利, 金一豐, 馬定連 申請人:浙江皇馬科技股份有限公司