29387-86-8丙二醇丁醚的應用

背景及概述^[1][2]

丙二醇丁醚分子結構中含有醚鍵和羥基，前者具有親油性，能夠與疏水性化合物 互溶，后者具有親水性，可以與親水性化合物互溶，因而具有“萬能溶劑”之稱。丙二醇丁醚是丙二醇醚系列的重要產品之一，是一種優良的溶劑，廣泛用于涂料，顏料，油墨，高效清洗劑，印刷，皮革以及電子化學品等行業。與乙二醇醚相比較，丙二醇醚的毒性大大降低，因此丙二醇醚可以有效地替代乙二醇醚，并且被越來越多的使用者所接受。

制備^[1]

環氧丙烷法是目前工業上普遍采用的合成丙二醇丁醚的方法，另外還有 Willamson法和縮乙醛法等方法，后者由于存在各種問題所以應用于實際產業化的較少。目前國內外主要從反應器和催化劑這兩大方面對環氧丙烷法合成丙二醇丁醚進行研究。

美國 Dow Chemical公司開發出一種不溶性含有正磷離子(PR⁴⁺)的聚合物催化劑；BPChemicals公司開發出一種金屬全氟磺酸聚合物催合劑，用于催化環氧丙烷與甲醇的加成反應；李志松 等采用磷鉬酸鹽改性Al₂O₃作催化劑,采用催化精餾合成新工藝,用于丙二醇單丁醚的合成。

工業上普遍采用傳統的均相酸性或堿性作為催化劑，但是這就導致了易腐蝕設備，催化劑 難與產物分離等問題，特別是固體酸催化劑還存在選擇性差，副產物多的問題。因此，亟需 我們開發出一種高活性、環境友好的催化劑，提高產業工藝技術水平和產品質量。

CN201710832738.8提供一種合成丙二醇丁醚的方法，該方法避免了傳統均相酸性 或堿性作為催化劑導致的易腐蝕設備，催化劑很難與產物分離等問題，該方法工藝簡單、能耗低，且催化劑易分離、可重復使用，節能環保。

本發明的目的是這樣實現的：將正丁醇、催化劑加入到反應釜中，密封攪拌，用N2 置換出釜內空氣，加熱升溫至設定溫度，緩慢通入環氧丙烷，并控制反應釜內溫度基本恒 定，控制反應釜內壓力在0.20～0.50MPa，環氧丙烷通入設定質量后，繼續在所設溫度下進 行反應，直至釜內壓力恒定，且30min內保持不變，反應結束后降溫并出料，得到丙二醇丁醚產品。

本發明的優點是：反應所用的固體堿催化劑催化反應后，環氧丙烷的轉化率和丙 二醇丁醚的產率都要高于工業上應用傳統催化劑NaOH。同時又避免了傳統均相催化劑腐蝕 設備、產物處理較困難等問題，具有催化活性高、選擇性好、催化劑可循環使用，反應條件溫和、與產物易分離、能耗低和環境污染小等優勢。

應用^[2]

一、用于合成丙二醇丁醚乙酸酯

丙二醇丁醚乙酸酯(Propylene glycol butyl ether acetate，簡稱PBA)，屬于二元醇醚酯類產品，是一種環保、高效、性能優良的有機溶劑，廣泛應用于油漆、涂料、印刷油墨、合成樹脂、粘結劑、紡織印染和皮革鞣劑等行業。丙二醇丁醚乙酸酯主要由丙二醇丁醚和乙酸在酸催化劑作用下制得。

目前普遍使用的酸催化劑有硫酸、氯化鐵等，但其會腐蝕設備，反應后產品顏色深，產品與催化劑不易分離，其脫水性和氧化性還會導致一系列副反應的發生。傳統帶水劑甲苯等具有致畸、致癌性，亟需開發易分離、腐蝕小、環境友好的催化劑及生產工藝，滿足工業生產的需求。研究合成丙二醇丁醚乙酸酯可行的生產路線，優化生產工藝并降低成本，對于該產品的實際工業化具有重大意義。

CN201810446362.1開發了一種固體酸催化體系，提供一種催化劑與產物分離容易、對設備腐蝕性小、反應經濟、清潔無污染的合成丙二醇丁醚乙酸酯的方法。本發明的目的是這樣實現的：以丙二醇丁醚和乙酸為原料，以乙酸仲丁酯為帶水劑，在固體酸催化劑S₂O₈^2-/ZrO₂-SnO₂的作用下，合成丙二醇丁醚乙酸酯。其反應式如下：

采用S₂O₈^2-/ZrO₂-SnO₂固體酸催化劑，反應過程中不溶解，反應完成后過濾即可分離，減少能耗。副反應少，產品不易著色，丙二醇丁醚轉化率高達98.73％， 丙二醇丁醚乙酸酯產率為95.55％。催化劑活性高且可以重復使用。

二、用于配制一種丙二醇丁醚復合防凍劑

防凍劑是為冬季建筑混凝土施工而設計研制的，它可以加速混凝土負溫條件下的凝結和硬化，強度增長明顯并且不影響后期強度的發展，單一的防凍劑往往效果不理想，一般使用復合產品，丙二醇丁醚復合防凍劑是一種性能良好的防凍劑。

CN201210235468.X提供一種批量制備丙二醇丁醚復合防凍劑的方法，該劑是以丙二醇丁醚、尿素、碳酸鈉、硼砂引氣劑、季戊四醇高效減水劑為原料，以化學反應釜為容器，輔以適當的溫度和反應時間，來制備丙二醇丁醚復合防凍劑，生產該產品使用的原料配比是：丙二醇丁醚75%-77%、尿素12%-14%、碳酸鈉3%、硼砂引氣劑4%、季戊四醇高效減水劑4%。一種丙二醇丁醚復合防凍劑的配制方法，其特征由以下步驟構成：

（1）將配方量的丙二醇丁醚送入化學反應釜，將溫度調升至38℃-40℃之間，攪拌，分別將配方量的尿素、碳酸鈉加入反應釜，攪拌反應30分鐘。

（2）降溫至常溫，繼續攪拌，分別將配方量的硼砂引氣劑、季戊四醇高效減水劑加入反應釜，攪拌反應15分鐘后停止攪拌得到成品。

（3）使用時，可將丙二醇丁醚復合防凍劑按1%的用量摻入混凝土即可。

主要參考資料

[1]CN201710832738.8 一種合成丙二醇丁醚的方法

[2]CN201810446362.1 一種丙二醇丁醚乙酸酯合成方法

[3]CN201210235468.X 一種丙二醇丁醚復合防凍劑的配制方法