一种丙三醇缩水甘油醚的合成方法与流程

本发明涉及一种三官能团的环氧活性稀释剂丙三醇三缩水甘油醚，特别涉及一种丙三醇缩水甘油醚的合成方法。

背景技术：

丙三醇三缩水甘油醚，分子内含有三个环氧基团参与固化反应，固化时形成链状及网状结构，固化后树脂的抗张强度，抗弯曲强度，抗压强度，抗冲击强度等机械性能好。可用作环氧树脂的反应稀释剂，纤维防皱处理剂等，可降低体系黏度，改善填料湿润性，最终柔性好，适用于电子灌封，涂料，建筑胶及胶黏剂等。

传统的丙三醇三缩水甘油醚合成方法为：丙三醇和环氯在催化剂的作用下开环生成醚，再用乙醇做溶剂与碱反应生成丙三醇三缩水甘油醚，反应完成后过滤除去盐得到产品的乙醇溶液，减压蒸除乙醇水后再趁热过滤除去析出的盐，该方法缺点在于：两次过滤操作非常困难，而且得到的丙三醇三缩水甘油醚环氧值低于0.65eq/100g，水解氯高，粘度＞200mpa·s，难以满足不同行业的特殊市场要求，合成产率很低，难以实现工业化。

针对上述现象，专利cn107793378a公开了一种丙三醇三缩水甘油醚的新型合成方法，以10份丙三醇、33-35份环氧氯丙烷为原料，其中环氧氯丙烷以滴加的方式加入，反应温度在45-65℃，加入丙三醇质量0.3%-0.4%的催化剂进行催化，往开环醚中加入33-35份溶剂，所述溶剂为甲苯、乙酸乙酯按1:2组成的混合溶剂；加入溶剂质量0.6%-0.7%催化剂，先分出水相，油相经过水洗、中和至近中性后，先常压蒸除溶剂，再通水蒸汽蒸馏除去残留的环氧氯丙烷，最后减压脱水，得到丙三醇三缩水甘油醚；该发明产品色号低，粘度低，便于控制且产率最高，避免由于温度过高产品色号升高产率降低，温度过低反应时间过长，反应难以完全，产品水解氯高的问题；但该发明方法仍存在一定的缺陷：溶剂为甲苯、乙酸乙酯按1:2组成的混合溶剂，产生的废水不易处理。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种对环境更加友好，催化效率更高且提高产品质量的丙三醇缩水甘油醚的合成方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种丙三醇缩水甘油醚的合成方法，其创新点在于：所述合成方法主要包括以下步骤：

步骤1：开环醚化：以10重量份多元醇、27重量份环氧氯丙烷为原料，并加入多元醇质量0.3%-0.4%的三苯基膦进行催化；

其中，环氧氯丙烷以280～320kg/h滴加速度滴加，同时维持温度在56～60℃，环氧氯丙烷滴毕后，继续在56～60下保温2～3h，得到开环醚；

步骤2：闭环反应：得到开环醚后，在40～48℃下继续保温1～3h，往开环醚中加入40重量份溶剂，所述溶剂为乙醇；溶剂加完后，开启搅拌，在28～32℃下滴加20重量份的氢氧化钠，3.5～4h加毕，滴加完毕继续保温3～4h，关闭搅拌；

步骤3：静置分层：上述闭环反应结束后，静置1～2h，物料分层，将上层物料用真空吸入收集釜，下层水相物进入工业盐制备工序；

步骤4：精制：将步骤3中收集釜内的收集液转入处理釜中，并将处理釜夹套通蒸汽加热至65～75℃，在减压条件下回收乙醇；

步骤5：配制：将步骤4中精制后的物料转入配置釜中，并向配制釜中投入8重量份的调和料，并搅拌均匀；

步骤6：将步骤5搅拌均匀后的物料通过专用化学合成过滤装置进行过滤，去除杂质，放入产品罐，并分装入库。

进一步地，所述专用化学合成过滤装置包括桶体、固定在桶体开口处的漏斗和位于桶体内的过滤元件；所述过滤元件包括第一支架，所述第一支架上固定有下层锥形过滤层，所述下层锥形过滤层的上部通过第二支架固定有上层锥形过滤层，所述下层锥形过滤层和上层锥形过滤层相对设置且下层锥形过滤层的口径大于上层锥形过滤层的口径，所述上层锥形过滤层的锥面与水平面向上保持一定的夹角β，所述下层锥形过滤层的锥面与水平面向下保持一定的夹角α，所述上层锥形过滤层的锥面与水平面之间的夹角β为10-60°，下层锥形过滤层的锥面与水平面之间的夹角α为10-45°；所述过滤元件的上层锥形过滤层的凸起处位于漏斗的正下方，以所述上层锥形过滤层的凸起为中心，在所述上层锥形过滤层的上表面上设有若干个均匀且呈辐射状分布的s型折流板a；以所述下层锥形过滤层的底端为中心，在所述下层锥形过滤层的内表面上设有若干个均匀且呈辐射状分布的s型折流板b。

本发明的优点在于：

（1）本发明丙三醇缩水甘油醚的合成方法，通过调节反应条件，开环反应的反应温度先以一定升温速率升温至56～60℃，再在56～60℃恒温，采用改性三苯基膦为催化剂，乙醇为溶剂，安全、毒性小、废水易处理，相对于现有工艺，本发明对环境更加友好，催化效率更高，所得丙三醇三缩水甘油醚的质量指标高于目前市场同类产品，其环氧值0.72-0.76eq/100g，水解氯＜1000ppm，apha色号小于28，粘度＜130mpa·s；本发明反应溶剂在闭环过程中加入，回收溶剂无需进行处理，可以全部回用，静置分层后的下层水相物可用于制备工业盐，容易实现工业化生产，并满足市场的不同要求；

（2）本发明丙三醇缩水甘油醚的合成方法，其中，通过专用化学合成过滤装置进行过滤，最上层的漏斗能够使需过滤的物料沿着上锥形过滤层的锥面顺势而下，进而再顺着下锥形过滤层的锥面集中到下锥形过滤层的中心进行过滤，上锥形过滤层和下锥形过滤层的设计，有效地增加了过滤物料与过滤层的接触面积和接触时间，且本发明还在上锥形过滤层和下锥形过滤层的表面增设s型折流板，进一步增加过滤物料与过滤层的接触面积和接触时间，使得物料内的杂质能够有效去除，大大提升丙三醇缩水甘油醚产品的纯度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明丙三醇缩水甘油醚的合成方法的合成流程图。

图2为本发明丙三醇缩水甘油醚的合成方法中专用化学合成过滤装置的结构示意图。

图3为图2中过滤元件的结构示意图。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例

本实施例丙三醇缩水甘油醚的合成方法，如图1所示，该合成方法主要包括以下步骤：

步骤1：开环醚化：以10重量份多元醇、27重量份环氧氯丙烷为原料，并加入多元醇质量0.3%-0.4%的三苯基膦进行催化；醚化过程中，环氧氯丙烷会受热挥发，经醚化釜上排气口抽引至冷凝器冷凝回收，采用一级水冷，冷凝水温度控制在0℃-5℃；冷凝器冷凝的过程中会产生不凝气进入尾气处理系统，冷凝液全部回用；

其中，环氧氯丙烷以280～320kg/h滴加速度滴加，同时维持温度在56～60℃，环氧氯丙烷滴毕后，继续在56～60下保温2～3h，得到开环醚；

步骤2：闭环反应：得到开环醚后，在40～48℃下继续保温1～3h，往开环醚中加入40重量份溶剂，所述溶剂为乙醇；溶剂加完后，开启搅拌，在28～32℃下滴加20重量份的氢氧化钠，3.5～4h加毕，滴加完毕继续保温3～4h，关闭搅拌；环化过程中，溶剂会受热挥发，经处理釜上排气口抽引至冷凝器冷凝回收，采用二级水冷，一级冷冻水温度控制在0℃～5℃，二级循环水温度控制在32℃～42℃；冷凝器冷凝的过程中会产生不凝气进入尾气处理系统，冷凝液全部回用；

步骤3：静置分层：上述闭环反应结束后，静置1～2h，物料分层，将上层物料用真空吸入收集釜，下层水相物进入工业盐制备工序；

步骤4：精制：将步骤3中收集釜内的收集液转入处理釜中，并将处理釜夹套通蒸汽加热至65～75℃，反应1～2h，并在常压条件下回收乙醇；蒸发出来的甲苯/乙醇混合溶剂经冷凝器冷凝回收，采用二级水冷，一级冷冻水温度控制在0℃～5℃，二级循环水温度控制在32℃～42℃；冷凝器冷凝的过程中会产生不凝气进入尾气处理系统，冷凝液进入溶剂接收罐暂存，溶剂接收罐中收集的甲苯/乙醇溶剂循环套用；

步骤5：配制：将步骤4中精制后的物料转入配置釜中，并向配制釜中投入8重量份的调和料，并搅拌均匀；

步骤6：将步骤5搅拌均匀后的物料通过专用化学合成过滤装置进行过滤，去除杂质，放入产品罐，并分装入库；其中，专用化学合成过滤装置，如图2所示，包括桶体1、固定在桶体1开口处的漏斗2和位于桶体1内的过滤元件3；如图2和3所示，过滤元件3包括第一支架31，第一支架31上固定有下层锥形过滤层32，下层锥形过滤层32的上部通过第二支架33固定有上层锥形过滤层34，下层锥形过滤层32和上层锥形过滤层34相对设置且下层锥形过滤层32的口径大于上层锥形过滤层34的口径，上层锥形过滤层34的锥面与水平面向上保持一定的夹角β，下层锥形过滤层32的锥面与水平面向下保持一定的夹角α，上层锥形过滤层34的锥面与水平面之间的夹角β为10-60°，下层锥形过滤层32的锥面与水平面之间的夹角α为10-45°；过滤元件3的上层锥形过滤层34的凸起处位于漏斗2的正下方，以上层锥形过滤层34的凸起为中心，在上层锥形过滤层34的上表面上设有若干个均匀且呈辐射状分布的s型折流板35；以下层锥形过滤层32的底端为中心，在下层锥形过滤层32的内表面上设有若干个均匀且呈辐射状分布的s型折流板36，该过滤装置采用上锥形过滤层34和下锥形过滤层32的设计，有效地增加了过滤物料与过滤层的接触面积和接触时间，且本发明还在上锥形过滤层34和下锥形过滤层32的表面增设s型折流板，进一步增加过滤物料与过滤层的接触面积和接触时间，使得物料内的杂质能够有效去除，大大提升丙三醇缩水甘油醚产品的纯度。

本实施例丙三醇三缩水甘油醚的质量指标高于目前市场同类产品，其环氧值0.72-0.76eq/100g，水解氯＜1000ppm，apha色号小于28，粘度＜130mpa·s。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。