一種親水性雙羥基化合物的制備方法
【技術(shù)領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及精細化工技術(shù)領域，特別涉及一種親水性雙羥基化合物的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]各種高分子樹脂是我們衣食住行中不可或缺的一種重要原材料，如被褥及服裝的面料和內(nèi)襯，汽車內(nèi)外的油漆及裝飾材料，建筑材料的粘合和內(nèi)外墻的粉刷等，各種輪船及火車、飛機的內(nèi)外涂層等。這其中包含很多品種如:醇酸樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯樹月旨、聚丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂等，它們中的大多數(shù)都是油性體系，其中溶劑在樹脂中的重量百分比要占到50%以上，大量的溶劑在使用的過程中會逐漸迀移到表面流失到周圍環(huán)境中，這就對周圍的環(huán)境帶來了污染、同時大大增加了原材料的成本。
[0003]隨著能源的緊張及環(huán)保的要求越來越高，各種樹脂的水性化趨勢發(fā)展越來越快，其技術(shù)關鍵有兩點:一是添加各種親水性表面活性劑，缺點是降低了樹脂的耐水性能、附著力及光澤等;二是在高分子鏈段引入親水性功能材料，如各種羧酸等陰離子官能團化合物或者聚環(huán)氧乙烷等非離子化合物。
[0004]目前通過在高分子鏈段引入親水性功能材料來達到樹脂親水話的目的是比較有效的方法，通過引入多種羧酸等陰離子官能團在該項技術(shù)中占據(jù)主導地位，但羧酸官能團的存在會有如下問題:生產(chǎn)時產(chǎn)品的粘度偏高，需要使用大量的有機胺用于中和，降低了聚合物對電解質(zhì)及冷凍穩(wěn)定性，不能與陽離子等反性物質(zhì)混合使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的是提供一種親水性雙羥基化合物的制備方法。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點:1、在聚合物的側(cè)鏈提供親水性非離子鏈段，不影響聚合物主鏈的結(jié)構(gòu)和基本性能，可以均勻分布;2、可以和多種陰離子或陽離子功能原料混合使用;3、側(cè)鏈結(jié)構(gòu)降低了聚合物的粘度，因而降低了 N-甲基吡咯烷酮等助溶劑的使用;4、大大提高聚合物對電解質(zhì)和酸性介質(zhì)的穩(wěn)定性，提高了聚合物的凍融穩(wěn)定性。
[0006]可廣泛應用于水性醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯、聚氨酯等多種體系，還可應用于表面活性劑、各種纖維漿料及日化原料。
[0007]技術(shù)方案:為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種親水性雙羥基化合物的制備方法，包括以下步驟:
1)、第一步酯化反應:在反應器中加入甲苯、聚乙二醇單甲醚、二元酸，邊攪拌邊升溫至80±5°C，在攪拌下加入催化劑進行脫水酯化，升至120±5°C保溫I小時，然后每升溫10°C保溫0.5-1小時，升至140-180°C至水基本不再生成，此為酯化反應結(jié)束。所述聚乙二醇單甲醚、二元酸之間的摩爾比為:1:1?1.2;
2)、第一步脫除:酯化結(jié)束后開始于140-180°C保溫、抽真空脫除未反應的二元酸，時間卜3小時;脫除完畢后，快速降溫至60±5°C; 3)、第二步酯化反應:在反應器中加入甲苯、三羥甲基丙烷，邊攪拌邊升溫至80±5°C，在攪拌下加入催化劑進行脫水酯化，升至120±5°C保溫I小時，然后每升溫10°C保溫0.5-1小時，升至140-180°C至水基本不再生成，此為酯化反應結(jié)束。所述聚乙二醇單甲醚、三羥甲基丙烷之間的摩爾比為:1:1-1.2;
4)、第二步脫除:酯化結(jié)束后開始于140-180°C保溫、抽真空脫除未反應的三羥甲基丙烷及殘留的甲苯，時間1-3小時；
5)、降溫:脫除完畢后，快速降溫至50°C以下、出料即得所述親水性雙羥基化合物。
[0008]其中，上述步驟I)和3)中的脫水酯化條件為:120±5°C保溫I小時，然后每升溫10°C保溫0.5小時，升至140-180°c保溫2小時至水不再生成為止。
[0009]其中，上述聚乙二醇單甲醚為CH30(CH2CH20)nH(其中n=10-120)中的一種。
[0010]其中，上述的二元酸為I，4_丁二酸、己二酸、對苯二甲酸、鄰苯二甲酸中的一種。
[0011]其中，上述催化劑為對甲苯磺酸、濃硫酸、雜多酸中的一種，其用量為反應物總質(zhì)量的 0.1-2%。
[0012]其中，上述步驟I)和3)甲苯的用量為反應物質(zhì)總質(zhì)量的10-100%。
[0013]其中，上述的酯化反應為分段、二步酯化反應。
[0014]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:本發(fā)明的親水性雙羥基化合物的合成方法步驟少，操作簡單，容易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，設備投資少，經(jīng)濟可行。
【具體實施方式】
[0015]根據(jù)下述實施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領域的技術(shù)人員容易理解，實施例所描述的具體的物料配比、工藝條件及其結(jié)果僅用于說明本發(fā)明，而不應當也不會限制權(quán)利要求書中所詳細描述的本發(fā)明。
實施例1
原料配方:甲苯:200ml+200ml、聚乙二醇單甲醚(n=10):300g、對苯二甲酸:115g、對甲苯磺酸:2g+3g、三羥甲基丙烷:103g
在1000ml四口燒瓶中加入200ml甲苯、300g聚乙二醇單甲醚(n=10)、115g對苯二甲酸，邊攪拌邊升溫至81°C，在攪拌下加入2g對甲苯磺酸催化劑進行酯化反應。120±5°C保溫I小時，然后每升溫10°C保溫0.5小時，升至160°C保溫2小時至水基本不再生成，然后開始保溫、抽真空脫除未反應的對苯二甲酸，共2小時。脫除完畢，快速降溫至55°C。
[0016]加入200ml甲苯、103g三羥甲基丙烷，邊攪拌邊升溫至78°C，在攪拌下加入3g對甲苯磺酸催化劑進行酯化反應。120±5°C保溫I小時，然后每升溫10°C保溫0.5小時，升至170°C保溫2小時至水基本不再生成，然后開始保溫、抽真空脫除未反應的三羥甲基丙烷及殘留的甲苯，共2.5小時。脫除完畢，快速降溫至45°C、出料即得所述親水性雙羥基化合物。
[0017]
實施例2
原料配方:甲苯:200ml+200ml、聚乙二醇單甲醚(n=27): 400g、己二酸:53g、對甲苯磺酸:3g+3.5g、三羥甲基丙烷:50g
在1000ml四口燒瓶中加入200ml甲苯、400g聚乙二醇單甲醚(n=27)、53g己二酸，邊攪拌邊升溫至76°C，在攪拌下加入3g對甲苯磺酸催化劑進行酯化反應。120±5°C保溫I小時，然后每升溫10°c保溫0.5小時，升至170°C保溫2小時至水基本不再生成，然后開始保溫、抽真空脫除未反應的己二酸，共2小時。脫除完畢，快速降溫至65°C。
[0018]加入200ml甲苯、50g三羥甲基丙烷，邊攪拌邊升溫至80°C，在攪拌下加入3.5g對甲苯磺酸催化劑進行酯化反應。120±5°C保溫I小時，然后每升溫10°C保溫0.5小時，升至175°C保溫2小時至水基本不再生成，然后開始保溫、抽真空脫除未反應的三羥甲基丙烷及殘留的甲苯，共2小時。脫除完畢，快速降溫至47°C、出料即得所述親水性雙羥基化合物。
[0019]
實施例3
原料配方:甲苯:200ml+200ml、聚乙二醇單甲醚(n=15):330g、對苯二甲酸:88g、濃硫酸:3.5g+4.5g、三羥甲基丙烷:75g
在1000ml四口燒瓶中加入200ml甲苯、330g聚乙二醇單甲醚(n=15)、88g對苯二甲酸，邊攪拌邊升溫至77°C，在攪拌下加入3.5g濃硫酸進行酯化反應。120±5°C保溫I小時，然后每升溫10°C保溫0.5小時，升至165°C保溫2小時至水基本不再生成，然后開始保溫、抽真空脫除未反應的對苯二甲酸，共2小時。脫除完畢，快速降溫至60°C。
[0020]加入200ml甲苯、75g三羥甲基丙烷，邊攪拌邊升溫至82°C，在攪拌下加入4.5g濃硫酸進行酯化反應。120±5°C保溫I小時，然后每升溫10°C保溫0.5小時，升至170°(:保溫2小時至水基本不再生成，然后開始保溫、抽真空脫除未反應的三羥甲基丙烷及殘留的甲苯，共2小時。脫除完畢，快速降溫至47°C、出料即得所述親水性雙羥基化合物。
【主權(quán)項】
1.一種親水性雙羥基化合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)、第一步酯化反應:在反應器中加入甲苯、聚乙二醇單甲醚、二元酸，邊攪拌邊升溫至80±5°C，在攪拌下加入催化劑進行脫水酯化，升至120±5°C保溫I小時，然后每升溫10°C保溫0.5-1小時，升至140-180°C至水基本不再生成，此為酯化反應結(jié)束，所述聚乙二醇單甲醚、二元酸之間的摩爾比為:1:1?1.2; 2)、第一步脫除:酯化結(jié)束后開始于140-180°C保溫、抽真空脫除未反應的二元酸，時間卜3小時;脫除完畢后，快速降溫至60±5°C; 3)、第二步酯化反應:在反應器中加入甲苯、三羥甲基丙烷，邊攪拌邊升溫至80±5°C，在攪拌下加入催化劑進行脫水酯化，升至120±5°C保溫I小時，然后每升溫10°C保溫0.5-1小時，升至140-180°C至水基本不再生成，此為酯化反應結(jié)束，所述聚乙二醇單甲醚、三羥甲基丙烷之間的摩爾比為:1:1-1.2; 4)、第二步脫除:酯化結(jié)束后開始于140-180°C保溫、抽真空脫除未反應的三羥甲基丙烷及殘留的甲苯，時間1-3小時； 5)、降溫:脫除完畢后，快速降溫至50°C以下、出料即得所述親水性雙羥基化合物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的親水性雙羥基化合物的制備方法，其特征在于，所述步驟I)和3)中的脫水酯化條件為:120±5°C保溫I小時，然后每升溫10°C保溫0.5小時，升至140-180°C保溫2小時至水不再生成為止。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的親水性雙羥基化合物的制備方法，其特征在于，所述聚乙二醇單甲醚為CH3O (CH2CH2O) nH(其中n=l 0-120 )中的一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的親水性雙羥基化合物的制備方法，其特征在于，所述的二元酸為I，4_丁二酸、己二酸、對苯二甲酸、鄰苯二甲酸中的一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的親水性雙羥基化合物的制備方法，其特征在于，所述催化劑為對甲苯磺酸、濃硫酸、雜多酸中的一種，其用量為反應物總質(zhì)量的0.1-2%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的親水性雙羥基化合物的制備方法，其特征在于，所述步驟I)和3 )甲苯的用量為反應物質(zhì)總質(zhì)量的10-100%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的親水性雙羥基化合物的制備方法，其特征在于，所述的酯化反應為分段、二步酯化反應。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種親水性雙羥基化合物的合成方法，在反應器中加入甲苯、聚乙二醇單甲醚、二元酸等，邊攪拌邊升溫至80℃，加入對甲苯磺酸等催化劑進行酯化反應：120±5℃保溫1小時，然后每升溫10℃保溫0.5-1小時，升至140-180℃至水基本不再生成，然后開始保溫、抽真空脫除未反應的二元酸，時間約需1-3小時。脫除完畢，快速降溫至60±5℃，繼續(xù)加入甲苯及三羥甲基丙烷、繼續(xù)重復上述酯化反應，酯化完畢、抽真空脫除未反應的殘留的甲苯及三羥甲基丙烷，然后快速降溫至60℃以下、出料即得所述親水性雙羥基化合物。本發(fā)明步驟少，操作簡單，容易實現(xiàn)，設備投資少，經(jīng)濟可行。
【IPC分類】C08G65/331, C08G65/332
【公開號】CN105622922
【申請?zhí)枴緾N201610207808
【發(fā)明人】李維格
【申請人】蘇州博納化學科技有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年4月6日