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丙烯酸酯单体简介及其生产
目 录
一、丙烯酸酯单体的分类及特点
一、通用丙烯酸酯:MA、EA、BA 、2-EHA
二、特殊丙烯酸酯(主要针对辐射固化活性稀释剂)
单官能团单体:低粘度,低收缩,还提供一定的柔韧性(单向聚合)
如:HEA、 HPA、丙烯酸月桂酯(LA)、丙烯酸缩水甘油酯(GA)、丙烯酸异冰片酯(IBOA)、丙烯酸四氢糠酯(THFA)、丙烯酸二恶茂酯 …
双官能团单体:可促使支链化或交联,提高强度和耐热性等
如:PEGDA、TPGD//DPGDA、 HDDA、 NPGDA、PDDA…
多官能单体(三官以上):提高交联密度,提高耐高温性,耐化学性,硬度,耐磨擦性和固化速度。
如:TMPTA、DTMPTA、 PETA、DPHA…
1.1、第二代、第三代活性稀释单体
一、烷氧基化:降低皮肤刺激性和毒性、收缩低、柔性
乙氧基化(-CH2-CH2-O-):亲水性;
丙氧基化(-CH2-CH2-CH2-O-):疏水性;
二、含甲氧端基:低收缩、高转化率、高反应性
如:甲氧基聚乙二醇单丙烯酸酯、甲氧基乙氧基三羟甲基丙烷二丙烯酸酯
三、其他:
高反应性和高转化率的单官丙烯酸酯:含氨基甲酸酯、环碳酸酯;
阻燃性:丙烯酸膦酸酯;
杂化型(含有可自由基聚合和阳离子聚合的活性基团);
提高附着力:金属打底水:(甲基)丙烯酸磷酸酯酯;
提高光固化速率、抗氧阻聚(活性胺,助引发剂):带叔胺基团的丙烯酸酯。
1.2、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯性能对比
性能
丙烯酸酯
甲基丙烯酸酯
活性
高
低
Tg
低
高
折光指数
低
高
表面张力
高
低
耐候性,耐化学品性
低
高
毒性
高
低
注:低表面张力 (单体和聚合物) 提供好的润湿性和粘合力,一般要求漆膜比底材的表面张力低时,才能有效的附着。
二、丙烯酸酯单体生产方法
MA/EA/MMA与长链脂肪醇反应,
酯和低沸点醇,反应时间长,收率低
2.1、生产设备一
2.2、生产设备二
三、直接酯化法生产一般工艺
3.1、直接酯化反应
脱水剂: 常用有环己烷、苯、甲苯、二甲苯
催化剂:
常规催化剂:浓硫酸、磺酸(盐)类(甲磺酸、苯磺酸、萘磺酸、对甲苯磺酸、氨基磺酸、三氟基磺酸);
固体(非均相):固体超强酸、杂多酸、沸石分子筛、强酸性阳离子交换树脂(适合低级酯、固定床反应器连续酯化);
新型:稀土类,离子液体,生物酶。
阻聚剂:耐高温、持久、水溶性、颜色浅,一般的用两种复合效果比较好,用量可达到1%左右,一般产品仅中添加100-500ppm;
注:脱水剂与生成的水形成共沸共沸带出或其中一种反应物过量(醇或酸)促进反应,提高酯化率,最终酯化率可通过分水量或酸值变化来判定。
3.2、酯化生产单体中废水组成
3.3、丙烯酸及其酯生产中废水处理工艺
丙烯酸及其酯类废水水质复杂、难降解有机物含量高,有机盐含量高,处理困难,而我国规定该类废水排放执行一级标准(COD100mg/L)目前国内工业化处理方法主要有以下方法:
直接焚烧法:主流工艺,需要消耗燃料,且仍有高浓度混合盐液排放,对环境造成一定程度污染,处理成本为300元/吨左右;
湿式催化氧化法:只能应用于丙烯酸类废水,不能用于丙烯酸酯类生产废水。该工艺属于高温、高压、并使用重金属催化剂,要求设备、操作工艺复杂,能耗高,吨水处理费用高,处理成本为350元/吨左右;
生物法:复合可持续发展和节能减排的要求,处理成本高。
3.4、单体生产改进工艺
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