一種親水性雙羥基化合物的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)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(shù)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(jī)的內(nèi)外涂層等。這其中包含很多品種如:醇酸樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯樹(shù)月旨、聚丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂等，它們中的大多數(shù)都是油性體系，其中溶劑在樹(shù)脂中的重量百分比要占到50%以上，大量的溶劑在使用的過(guò)程中會(huì)逐漸迀移到表面流失到周圍環(huán)境中，這就對(duì)周圍的環(huán)境帶來(lái)了污染、同時(shí)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(lái)越高，各種樹(shù)脂的水性化趨勢(shì)發(fā)展越來(lái)越快，其技術(shù)關(guān)鍵有兩點(diǎn):一是添加各種親水性表面活性劑，缺點(diǎn)是降低了樹(shù)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(tuán)化合物或者聚環(huán)氧乙烷等非離子化合物。
[0004]目前通過(guò)在高分子鏈段引入親水性功能材料來(lái)達(dá)到樹(shù)脂親水話的目的是比較有效的方法，通過(guò)引入多種羧酸等陰離子官能團(tuán)在該項(xiàng)技術(shù)中占據(jù)主導(dǎo)地位，但羧酸官能團(tuán)的存在會(huì)有如下問(wèn)題:生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)品的粘度偏高，需要使用大量的有機(jī)胺用于中和，降低了聚合物對(duì)電解質(zhì)及冷凍穩(wěn)定性，不能與陽(yáng)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(duì)現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)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(diǎn):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(yáng)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(duì)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(yīng)用于水性醇酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯、聚氨酯等多種體系，還可應(yīng)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(wèn)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(yīng):在反應(yīng)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(jìn)行脫水酯化，升至120±5°C保溫I小時(shí)，然后每升溫10°C保溫0.5-1小時(shí)，升至140-180°C至水基本不再生成，此為酯化反應(yīng)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(kāi)始于140-180°C保溫、抽真空脫除未反應(yīng)的二元酸，時(shí)間卜3小時(shí);脫除完畢后，快速降溫至60±5°C; 3)、第二步酯化反應(yīng):在反應(yīng)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(jìn)行脫水酯化，升至120±5°C保溫I小時(shí)，然后每升溫10°C保溫0.5-1小時(shí)，升至140-180°C至水基本不再生成，此為酯化反應(yīng)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(kāi)始于140-180°C保溫、抽真空脫除未反應(yīng)的三羥甲基丙烷及殘留的甲苯，時(shí)間1-3小時(shí)；
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(shí)，然后每升溫10°C保溫0.5小時(shí)，升至140-180°c保溫2小時(shí)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(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸中的一種。
[0011]其中，上述催化劑為對(duì)甲苯磺酸、濃硫酸、雜多酸中的一種，其用量為反應(yīng)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(yīng)物質(zhì)總質(zhì)量的10-100%。
[0013]其中，上述的酯化反應(yīng)為分段、二步酯化反應(yīng)。
[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(diǎn):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(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，設(shè)備投資少，經(jīng)濟(jì)可行。
【具體實(shí)施方式】
[0015]根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí)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(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書(shū)中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。
實(shí)施例1
原料配方:甲苯:200ml+200ml、聚乙二醇單甲醚(n=10):300g、對(duì)苯二甲酸:115g、對(duì)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(duì)苯二甲酸，邊攪拌邊升溫至81°C，在攪拌下加入2g對(duì)甲苯磺酸催化劑進(jìn)行酯化反應(yīng)。120±5°C保溫I小時(shí)，然后每升溫10°C保溫0.5小時(shí)，升至160°C保溫2小時(shí)至水基本不再生成，然后開(kāi)始保溫、抽真空脫除未反應(yīng)的對(duì)苯二甲酸，共2小時(shí)。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(duì)甲苯磺酸催化劑進(jìn)行酯化反應(yīng)。120±5°C保溫I小時(shí)，然后每升溫10°C保溫0.5小時(shí)，升至170°C保溫2小時(shí)至水基本不再生成，然后開(kāi)始保溫、抽真空脫除未反應(yīng)的三羥甲基丙烷及殘留的甲苯，共2.5小時(shí)。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(shí)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(duì)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(duì)甲苯磺酸催化劑進(jìn)行酯化反應(yīng)。120±5°C保溫I小時(shí)，然后每升溫10°c保溫0.5小時(shí)，升至170°C保溫2小時(shí)至水基本不再生成，然后開(kāi)始保溫、抽真空脫除未反應(yīng)的己二酸，共2小時(shí)。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(duì)甲苯磺酸催化劑進(jìn)行酯化反應(yīng)。120±5°C保溫I小時(shí)，然后每升溫10°C保溫0.5小時(shí)，升至175°C保溫2小時(shí)至水基本不再生成，然后開(kāi)始保溫、抽真空脫除未反應(yīng)的三羥甲基丙烷及殘留的甲苯，共2小時(shí)。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(shí)施例3
原料配方:甲苯:200ml+200ml、聚乙二醇單甲醚(n=15):330g、對(duì)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(duì)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(jìn)行酯化反應(yīng)。120±5°C保溫I小時(shí)，然后每升溫10°C保溫0.5小時(shí)，升至165°C保溫2小時(shí)至水基本不再生成，然后開(kāi)始保溫、抽真空脫除未反應(yīng)的對(duì)苯二甲酸，共2小時(shí)。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(jìn)行酯化反應(yīng)。120±5°C保溫I小時(shí)，然后每升溫10°C保溫0.5小時(shí)，升至170°(:保溫2小時(shí)至水基本不再生成，然后開(kāi)始保溫、抽真空脫除未反應(yīng)的三羥甲基丙烷及殘留的甲苯，共2小時(shí)。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(xiàng)】
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(yīng):在反應(yīng)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(jìn)行脫水酯化，升至120±5°C保溫I小時(shí)，然后每升溫10°C保溫0.5-1小時(shí)，升至140-180°C至水基本不再生成，此為酯化反應(yīng)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(kāi)始于140-180°C保溫、抽真空脫除未反應(yīng)的二元酸，時(shí)間卜3小時(shí);脫除完畢后，快速降溫至60±5°C; 3)、第二步酯化反應(yīng):在反應(yīng)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(jìn)行脫水酯化，升至120±5°C保溫I小時(shí)，然后每升溫10°C保溫0.5-1小時(shí)，升至140-180°C至水基本不再生成，此為酯化反應(yīng)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(kāi)始于140-180°C保溫、抽真空脫除未反應(yīng)的三羥甲基丙烷及殘留的甲苯，時(shí)間1-3小時(shí)； 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(shí)，然后每升溫10°C保溫0.5小時(shí)，升至140-180°C保溫2小時(shí)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(duì)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(duì)甲苯磺酸、濃硫酸、雜多酸中的一種，其用量為反應(yīng)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(yīng)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(yīng)為分段、二步酯化反應(yīng)。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種親水性雙羥基化合物的合成方法，在反應(yīng)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(duì)甲苯磺酸等催化劑進(jìn)行酯化反應(yīng)：120±5℃保溫1小時(shí)，然后每升溫10℃保溫0.5-1小時(shí)，升至140-180℃至水基本不再生成，然后開(kāi)始保溫、抽真空脫除未反應(yīng)的二元酸，時(shí)間約需1-3小時(shí)。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(fù)上述酯化反應(yīng)，酯化完畢、抽真空脫除未反應(yīng)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(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，設(shè)備投資少，經(jīng)濟(jì)可行。
【IPC分類】C08G65/331, C08G65/332
【公開(kāi)號(hào)】CN105622922
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610207808
【發(fā)明人】李維格
【申請(qǐng)人】蘇州博納化學(xué)科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2016年4月6日