二价酸酯的应用

发布日期:2020/10/20 9:12:51

概述^[1]

二价酸酯，俗称MDBE、尼龙酸甲酯，是一种高沸点环保溶剂，杜邦命名DBE，首诺命名DME，国内又名NME。NME是由三种二价酸酯组成的混合物，是由琥珀酸（丁二酸二甲酯CH3OOC（CH2）2COOCH3，戊二酸二甲酯CH3OOC（CH2）3COOCH3和已二酸二甲酯CH3OOC（CH2）4COOCH3三种良好环境溶剂的组合，正是由于这种独特的构成，使NME成为一种无毒、无色透明的液体，有淡淡酯的芳香味，具有超强溶解能力，是可生物降解的环保型高沸点溶剂。

应用^[2-3]

二价酸酯广泛用于汽车涂料，彩色钢板涂料，罐头涂料，漆包线和家电料、家具木器涂料等行业。其应用举例如下：

1）制备集输管线用纳米防结垢防腐蚀涂料，应用于石油集输管线内防结垢与防腐蚀。特征是：是由1重量份A剂与0.1~0.3重量份的B剂组成，其中A剂包括双酚A环氧树脂、正丁醇、二甲苯、二价酸酯、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物、破泡聚硅氧烷、聚醚矽氧烷共聚合物、聚丙烯酸酯、含胺衍生物的高分子量聚羧酸以及纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、绢云母、滑石粉和鳞片石墨组成；其中B剂包括聚酰胺加成物和正丁醇、二价酸酯组成。效果是：涂料具有优良的可施工性和储存稳定性，涂膜有极佳的防结垢性能和优良的耐腐蚀性能。管线阻垢率能够达到80%以上。

2）制备一种环保型高性能鱼饵增亮剂，由二价酸酯、PVC粉、自由基光引发剂、乙酸乙酯、聚乙烯醇缩丁醛、液体石蜡及磁化水组成。本产品选用二价酸酯、PVC粉为主要原料，辅以自由基光引发剂、乙酸乙酯、聚乙烯醇缩丁醛、液体石蜡及磁化水，采用先进的生产工艺精制而成。其中乙酸乙酯和聚乙烯醇缩丁醛主要起到增黏作用，使增亮剂能粘附在鱼饵表面，同时乙酸乙酯具有果香气味，容易吸引鱼群觅食。二价酸酯主要作用是溶解PVC粉，具有增亮，提高光泽度功效，是一种可降解环保型溶剂。产品经过本鱼饵增亮剂浸渍、加热干燥处理后即可呈现高光亮状态，色泽艳丽、逼真，诱鱼率高，特别是能吸引深水域鱼上钩。

制备^[1]

一种制备二价酸酯类增塑剂的连续催化的方法包括以下步骤：

（1）连续催化酯化：包括次催化酯化和第二次催化酯化：a次催化酯化：按照尼龙酸、甲醇和含水硫酸铈催化剂的质量比为1：1.3：0.02称取各原料，将原料尼龙酸和甲醇依次加入到反应釜中，然后加入含水硫酸铈催化剂，边搅拌边加热，加热至120℃，保持温度不变，控制反应釜内部的压力为125KPa，反应1小时；所述含水硫酸铈催化剂，由硫酸铈活性组分及双介孔硅载体组成，其中硫酸铈的质量百分比为42%，余量为双介孔；所述双介孔硅小介孔的孔径在3-5nm，大介孔的孔径在10-15nm。b第二次催化酯化：采用连续向反应釜中通入甲醇的方式进行反应，反应生成的水用甲醇带出使反应得以继续，甲醇加入量为次催化酯化中甲醇加入量的143%，此反应阶段为常压反应，通过控制甲醇的通入速度来控制反应温度，此阶段的反应温度为130℃，保持温度恒定不变，加入钛酸酯类催化剂，加入量为反应物总质量的8.2‰，反应5小时，测量其酸值，当酸值达到低于5mgKOH/g时，迅速降温至65℃，停止反应，得到粗产物。所述钛酸酯类催化剂为，钛酸四乙酯、钛酸四丙酯和钛酸四异丙酯的混合物，质量比为2：5：3。

（2）碱洗中和：过滤分离除去催化剂，向反应釜的粗产物中缓慢加入20%的NaHCO3，在温度为85℃下，边加入边以100rad/min的速率搅拌，当粗产物的酸值低于0.5mgKOH/g时，停止加入，继续搅拌10min；分离除去的催化剂经过简单处理后反复利用，记录使用次数。

（3）低温静置：将上述产物置于环境温度为-3℃下静置，静置25min后，分层后分离出水层，除去水分。

（4）将除水后的粗产物用料泵打到脱轻塔中，减压至-0.01MPa，塔顶温度设置到105℃，脱去轻组分，轻组分中的甲醇经脱水除杂后循环至催化酯化反应釜再利用；所述脱轻塔中设有的填料层采用的是聚丙烯塑料阶梯环，所用阶梯环的直径为50mm，顶部采用列管内回流。

（5）将脱去轻组分的粗品放入脱重塔中，减压操作以脱去重组分；减压后的压力控制为-0.085MPa，脱重塔的塔顶温度控制为125℃，塔底温度控制为150℃，回流比设为0.7，收集塔顶处产品。经过上述方法处理得到的产品，经检测，产品色泽稳定，色度为浅色系，色度差别不大，主要成分为NME（丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯和已二酸二甲酯三者的混合物），NME的纯度为99.82%，其中，甲醇的含量为0.021%，单甲酯含量为0.012‰；经对反应前后的各个成分的质量分析，反应的转化率达99.64%，反应的选择性为99.83%；产物的酸值为0.14mgKOH/g；产物的水分含量为0.020%；催化剂使用30次后，活性下降程度低于10%，使用过程中稳定，重复使用性能良好，不易中毒，不会腐蚀设备，对环境不产生污染。

主要参考资料