丙二醇苯醚的制备工艺研究及产业化
成果类型:: 新技术
发布时间: 2022-11-06 18:54:24
本项目来自浙江皇马尚宜新材料有限公司自选项目丙二醇苯醚的制备工艺研究及产业化。 丙二醇苯醚(PPh)是丙二醇醚系列的重要产品之一。丙二醇苯醚是一种无色透明澄清液体,气味温和,具有较弱的芳香味。其分子结构中的醚键和羟基使其对憎水化合物和亲水化合物都具有强溶解能力,尤其对绝大多数乳胶及树脂具有极强的溶解能力。 因丙二醇苯醚无毒性、混溶性好、挥发速率适中、聚结及偶合能力优异、表面张力较低,可作为优良的高沸点有机溶剂或改性助剂,替代毒性或气味较大的异佛尔酮、环己酮、苯甲醇、乙二醇苯醚等系列,而广泛用于汽车及汽车修补涂料、电泳涂料、工业烤漆、船舶集装箱涂料和木器涂料,极具商业价值。 丙二醇苯醚的合成路线主要有威廉姆逊合成法、缩乙醛法、烷氧基环氧丙烷法以及环氧丙烷法等。除了环氧丙烷合成法以外,其他各类合成方法均因合成的工艺复杂,或者是合成的整个过程成本太高等因素无法实现工业化的批量生产。因此,环氧丙烷合成法作为唯一已经工业化的合成路线。
制备工艺分为两步,首先以苯酚、环氧丙烷为原料,在氢氧化钠、氢氧化钾等碱性催化剂的催化作用下合成丙二醇苯醚粗品,粗品中除有90-95%丙二醇苯醚,还有5%~10%苯酚和1~2%二丙二醇苯醚。接着为了得到高纯度、低苯酚含量产品,通过多步精馏提纯得到丙二醇苯醚成品。整个生产工艺相对比较成熟,但工艺能耗高,生产成本大。 目前国内对于丙二醇苯醚产品的研究尚未成熟,未能够进行大规模生产,与广阔的市场需求相比,国内市场的供应量不足,产品质量不高,主要依赖于进口,因此加强丙二醇苯醚产品的技术开发,突破技术壁垒,形成国产替代十分重要。 综上所述,本项目合理选择催化剂,以苯酚和环氧丙烷为原料,在有机磷化合物催化下经一步反应得到丙二醇苯醚,再优化精馏参数,通过精馏得到高纯度丙二醇苯醚。 公司对丙二醇苯醚产品研究起步较早,通过坚持不懈的努力,公司研发的丙二醇苯醚产品实现高纯度(≥99.5%)、低苯酚含量(≤10ppm)的标准,产品综合性能指标达到国内领先水平。
本项目已申请中国发明专利1项,专利申请号:202110321885.5(一种丙二醇苯醚的高选择性合成方法),具备了良好的研发丙二醇苯醚产品的理论基础和实践基础。综合以往制备工艺和相关研究成果,与国内同行相比,本产品的创新点主要为: 在催化剂选择上有创新:以有机磷化合物作为催化剂进行丙二醇苯醚粗品合成反应。本项目选择的有机磷催化剂为路易斯碱,可以催化弱酸性的苯酚开环环氧丙烷,却难以催化丙二醇苯醚继续开环环氧丙烷。通过其独特的催化性能,成功获得高选择性丙二醇苯醚(≥98%)和低苯酚含量(≤100ppm)的丙二醇苯醚粗品,为后续精馏提纯创造条件,使得前馏分在合成工艺中实现套用,整体收率高于97%,有效降低了丙二醇苯醚工业化生产成本。
浙江皇马尚宜新材料有限公司成立于2018年7月,位于浙江省绍兴市上虞区杭州湾上虞经济技术开发区,占地约16.6万平方米,系承接浙江皇马科技股份有限公司整体搬迁而设立的全资子公司。2021年,一期年产10万吨新材料树脂及特种工业表面活性剂项目已经建成投产;二期年产3万吨高端表面功能新材料项目正建设中,建成投产后将形成年产13万吨新材料树脂及特种工业表面活性剂生产能力。公司主要经营范围涉及粘合剂新材料树脂、半导体及电子化学品新材料树脂、UV光固化涂料新材料树脂、特种表面活性剂的研发、生产、销售和技术服务。
本产品制备工艺已基本成熟稳定,可实现大规模工业化生产,具有显著的社会经济效益,极具商业价值。
产品经浙江省化工产品质量检测站有限公司检测,各项性能指标均符合企业标准Q/HMX 023-2022的要求;产品经多家客户试用,均得到良好反馈。产品经浙江省科技信息研究院查新,认为此项目丙二醇苯醚产品的制备工艺技术在国内外文献中未见报道,该技术资料提供了详细可靠的产品制备工艺,弥补了国内在该产品制备的技术文献上的空缺。我们也将在此产品的研究基础上,建立完整的工艺研发与生产体系,开发出一系列新产品来满足客户的不同需求,适应市场需求。