技术领域
[0001] 本
发明涉及一种季戊四醇四缩水甘油醚合成方法。
背景技术
[0002] 季戊四醇四缩水甘油醚是一种应用很广泛的稀释剂,该分子结构中含有四个环
氧基,因此反应活性较高,并能提高与其他基团交联
密度。该产品的主要用于配制各种环氧
树脂浇注料、无
溶剂涂料、浸渍胶、滴浸胶及胶粘剂。
[0003] 目前,国内外合成季戊四醇四缩水甘油醚的方法有以下三种。前两种方法得到的产品
质量很好,但其合成原料较昂贵、工艺复杂且安全性存在很大的问题。因此,采用第三种方法,即两步法合成。相比于前两种方法,该方法不仅原料易得、且价格合理。
[0004] ①以季戊四醇与氯丙烯为原料:
[0005]
[0006] ②以季戊四醇与4-甲基苯丙
酮为原料:
[0007]
[0008] ③以季戊四醇与环氧氯丙烷为原料:
[0009]
[0010]
现有技术的不足之处是:1、季戊四醇极性较大,一般溶剂很难使其分散; 2、副反应较多,难以控制;、3、产品
色度大,
水解氯难以控制;4、反应不完全,产率偏低。
发明内容
[0011] 本发明的目的是提供一种季戊四醇四缩水甘油醚合成方法。解决现有技术存在的反应不易控制,反应不完全,产率偏低的问题。
[0012] 一种季戊四醇四缩水甘油醚合成方法,包括以下步骤:
[0013] 1、开环反应:以季戊四醇、环氧氯丙烷为原料,合成中间产物氯醇醚。其特征在于,以三氟化
硼乙醚络合物、四氯化
锡、氟硼酸、三氟化硼、高氯酸锌的一种或几种,优选三氟化硼乙醚络合物和四氯化锡的复合催化剂,极大提高了反应的选择性。反应
温度在20-100℃,优选为90℃,相比传统方法反应更加充分,产率接近100%。季戊四醇摩尔数与环氧氯丙烷投料比为 1:3.0-8.0,优选为1:5.0,相比于传统方法极大降低环氧氯丙烷的用量。溶剂为
甲苯、环己烷、二氯乙烷、氯仿、二氧六环中的一种或几种,优选二氧六环,提高季戊四醇的分散性。
[0014] 2、脱除溶剂:将开环反应得品脱除溶剂,得到氯醇醚中间体。其特征在于,在蒸馏釜进行蒸馏,蒸馏温度90-130℃,优选110℃;
真空度为0.06-0.10 MPa,优选为0.095MPa;保温时间为10-60min,优选为30min。
[0015] 3、闭环反应:向氯醇醚中间体添加一定量的溶剂,然后与
碱进行闭环反应,有机相进行水洗得粗品。其特征在于,所采用的溶剂为甲苯、环己烷、二氯乙烷、氯仿、二氧六环中的一种或几种,优选甲苯;甲苯与季戊四醇原料的质量比为1:1-10,优选为1:8;碱为浓度10%-50%的氢氧化钠、氢氧化
钾溶液或者固碱的一种或几种,优选为浓度32%液碱和固碱混合添加,各占一半;碱用量为季戊四醇摩尔数的2.0-8.0倍,优选为4.5倍,反应温度30-80℃,优选为40℃,保温时间为2-6h,优选3h。
[0016] 4、后处理:上述闭环反应后粗品用
自来水进行多次洗涤,使体系的pH 低于7,优选水洗次数为3次;将水洗后的粗品在蒸馏釜进行蒸馏,其特征在于,蒸馏温度为80-150℃,优选为130℃;保温时间为1-5h,优选为2h;蒸馏压
力为0.05~0.10MPa,优选为>0.095MPa。
[0017] 本发明的有益效果:原料聚甘油廉价易得,且采用1、通过使用极性大高沸点的溶剂,增加季戊四醇的分散性;2、采用复合催化剂调控反应;3、通过温度和时间控制,降低产品色度和水解氯;4、增加开环温度,促进反应完全反应,增加产率。适合工业化生产。
具体实施方式
[0018] 下述
实施例将对本发明作进一步详细的描述,但本发明的具体实施方式不限于此。
[0019] 实施例1
[0020] 称取季戊四醇34g(0.25mol)投入带搅拌的四口烧瓶中,加入二氧六环 102g,边搅拌边升温,升温至90-95℃添加复合催化剂(三氟化硼乙醚络合物和四氯化锡)分别为0.60g和1.50g,滴加环氧氯丙烷115.6g(1.25mol), 4h滴完保温2h。将上述溶液放入蒸馏烧瓶中脱除溶剂,
温度控制低于110℃,保温时间为30min,真空度保持在0.095MPa以上。向脱除溶剂后的中间体加入甲苯252g,不断搅拌,升温至40-45℃后向其中添加苄基三乙基溴化铵0.60 g,2h内添加固碱氢氧化钠22.5g(0.563mol),分四次添加,间隔30min;然后升温至60-
65℃,1h内滴完32%液碱70.3g(0.563mol)并保温2h。反应完成后将反应液倒入分液漏斗,加水洗涤,洗至体系呈中性,将粗产品放入蒸溜烧瓶中进行常减压蒸溜,蒸溜温度控制在
130-135℃,蒸馏压力大于 0.095Mpa。最终得到产品的环氧值为0.6298eq/100g,水解氯
2450ppm,
粘度350cP,色度25,收率99.4%。
[0021] 实施例2
[0022] 称取季戊四醇34g(0.25mol)投入带搅拌的四口烧瓶中,加入二氧六环 102g,边搅拌边升温,升温至90-95℃添加复合催化剂(三氟化硼乙醚络合物和四氯化锡)分别为0.41g和1.03g,滴加环氧氯丙烷69.4g(0.75mol), 4h滴完保温2h。将上述溶液放入蒸馏烧瓶中脱除溶剂,温度控制低于110℃,保温时间为30min,真空度保持在0.095MPa以上。向脱除溶剂后的中间体加入氯仿252g,不断搅拌,升温至40-45℃后向其中添加苄基三乙基溴化铵0.41 g,2h内添加固碱氢氧化钠12.5g(0.31mol),分四次添加,间隔30min;然后升温至60-65℃,1h内滴完液碱39.1g(0.31mol)并保温2h。反应完成后将反应液倒入分液漏斗,加水洗涤,洗至体系呈中性,将粗产品放入蒸溜烧瓶中进行常减压蒸溜,蒸溜温度控制在130-135℃,蒸馏压力大于0.095Mpa。最终得到产品的环氧值为0.4654eq/100g,水解氯3450ppm,粘度
440cP,色度35,收率92.3%。
[0023] 实施例3
[0024] 称取季戊四醇34g(0.25mol)投入带搅拌的四口烧瓶中,加入氯仿102g,边搅拌边升温,升温至90-95℃添加催化剂三氟化硼为1.31g,滴加环氧氯丙烷185.0g(2.0mol),4h滴完保温2h。将上述溶液放入蒸馏烧瓶中脱除溶剂,温度控制低于100℃,保温时间为30min,真空度保持在0.095MPa以上。向脱除溶剂后的中间体加入二氯乙烷252g,不断搅拌,升温至40-45℃后向其中添加苄基三乙基溴化铵0.88g,2h内添加固碱氢氧化钠37.5g(0.94mol),分四次添加,间隔30min;然后升温至60-65℃,1h内滴完液碱117.2g(0.94 mol)并保温2h。
反应完成后将反应液倒入分液漏斗,加水洗涤,洗至体系呈中性,将粗产品放入蒸溜烧瓶中进行常减压蒸溜,蒸溜温度控制在130-135 ℃,蒸馏压力大于0.095Mpa。最终得到产品的环氧值为0.5654eq/100g,水解氯4450ppm,粘度840cP,色度135,收率99.8%。
[0025] 实施例4
[0026] 称取季戊四醇34g(0.25mol)投入带搅拌的四口烧瓶中,加入二氧六环 102g,边搅拌边升温,升温至90-95℃添加复合催化剂(三氟化硼乙醚络合物和四氯化锡)分别为0.60g和1.50g,滴加环氧氯丙烷115.6g(1.25mol), 4h滴完保温2h。将上述溶液放入蒸馏烧瓶中脱除溶剂,温度控制低于110℃,保温时间为30min,真空度保持在0.095MPa以上。向脱除溶剂后的中间体加入二氯乙烷252g,不断搅拌,升温至40-45℃后向其中添加苄基三乙基溴化铵0.60g,2h内添加固碱氢氧化钠22.5g(0.563mol),分四次添加,间隔 30min;然后升温至60-65℃,1h内滴完32%液碱70.3g(0.563mol)并保温 2h。反应完成后将反应液倒入分液漏斗,加水洗涤,洗至体系呈中性,将粗产品放入蒸溜烧瓶中进行常减压蒸溜,蒸溜温度控制在130-135℃,蒸馏压力大于0.095Mpa。最终得到产品的环氧值为0.2298eq/100g,水解氯
4450ppm,粘度350cP,色度45,收率45.6%。
[0027] 实施例5
[0028] 称取季戊四醇34g(0.25mol)投入带搅拌的四口烧瓶中,加入二氧六环 102g,边搅拌边升温,升温至100-105℃添加复合催化剂(三氟化硼乙醚络合物和四氯化锡)分别为0.60g和1.50g,滴加环氧氯丙烷115.6g(1.25mol), 4h滴完保温2h。将上述溶液放入蒸馏烧瓶中脱除溶剂,温度控制低于110℃,保温时间为30min,真空度保持在0.095MPa以上。向脱除溶剂后的中间体加入甲苯252g,不断搅拌,升温至40-45℃后向其中添加苄基三乙基溴化铵0.60 g,2h内添加固碱氢氧化钠22.5g(0.563mol),分四次添加,间隔30min;然后升温至
60-65℃,1h内滴完32%液碱70.3g(0.563mol)并保温2h。反应完成后将反应液倒入分液漏斗,加水洗涤,洗至体系呈中性,将粗产品放入蒸溜烧瓶中进行常减压蒸溜,蒸溜温度控制在130-135℃,蒸馏压力大于 0.095Mpa。最终得到产品的环氧值为0.6048eq/100g,水解氯
2250ppm,粘度400cP,色度40,收率85.6%。
[0029] 实施例6
[0030] 称取季戊四醇136kg(1.0kmol)投入反应釜中,加入二氧六环408kg,边搅拌边升温,升温至90-95℃添加复合催化剂(三氟化硼乙醚络合物和四氯化锡)分别为0.60g和1.50g,滴加环氧氯丙烷462.5kg(5.0kmol),4h 滴完保温2h。将上述溶液放入蒸馏烧瓶中脱除溶剂,温度控制低于110℃,保温时间为30min,真空度保持在0.095MPa以上。向脱除溶剂后的中间体加入甲苯1088kg,不断搅拌,升温至40-45℃后向其中添加苄基三乙基溴化铵
2.40kg,2h内添加固碱氢氧化钠90.0kg(2.25kmol),分四次添加,间隔 30min;然后升温至
60-65℃,1h内滴完32%液碱281.3kg(2.25kmol)并保温2h。反应完成后将反应液倒入分液漏斗,加水洗涤,洗至体系呈中性,将粗产品放入蒸溜烧瓶中进行常减压蒸溜,蒸溜温度控制在130-135℃,蒸馏压力大于0.095Mpa。最终得到产品的环氧值为0.6317eq/100g,水解氯
2250 ppm,粘度300cP,色度30,收率99.6%。
[0031] 上述各实施例所用的原料:环氧氯丙烷、季戊四醇、氢氧化钠均为工业级;其他为化学纯,由天津市北联精细化学品开发有限公司生产。
[0032] 环氧缩水甘油醚的环氧值检测用
盐酸-丙酮法检测。
[0033] 综上所述,本发明公开了一种季戊四醇四缩水甘油醚合成方法,具有多官能团,
固化后产物交联密度更高,具有更好的机械性能、耐高温性能、耐老化性能以及耐
腐蚀性能等特点,主要用作酸性树脂交联剂、灌注和封装的稀释剂、超弹性环氧水凝胶、抗菌面料、制备多孔
过滤器、
碳纤维复合物等。上述内容仅为本发明构思下的基本说明,而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换,均属于本发明的保护范围。