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α-氰基丙烯酸酯膠粘劑的生產(chǎn)及應(yīng)用(上)

2007/8/10 15:04:24 人評(píng)論

    α-氰基丙烯酸酯作為膠粘劑,是1955年在美國(guó)的某個(gè)實(shí)驗(yàn)室偶爾被發(fā)現(xiàn)。最初擬選用作合成纖維原料, 當(dāng)測(cè)定其折射率時(shí),瞬間就把棱鏡膠牢了。值此以后,30多年來(lái) 氰基丙烯酸酯已發(fā)展成為今天的一種特殊膠枯劑。由于它具有使用方便,固化快、透滲力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。我國(guó)自1962年以后作為商品生產(chǎn)研究,現(xiàn)在產(chǎn)量達(dá)20多噸, 品種不斷增多,對(duì)比日本年產(chǎn)400多噸,差距是很大的。 一、α-氰基丙烯酸酯的快速合成法 我們引進(jìn)研究的合成方法,是以甲醛水溶液與氰乙酸乙酯,在堿性催化劑存在下進(jìn)行加成縮合反應(yīng),而以二氯乙烷作為反應(yīng)介質(zhì)和脫水荊,簡(jiǎn)化操作步驟,縮短反應(yīng)時(shí)間,提高設(shè)備利用率。由氰乙酸酯和甲醛反應(yīng)合成d一氰基丙烯酸酯方法有多種。而且同觸媒、溫度、酸介質(zhì)、pH值、時(shí)間都有很大關(guān)系,產(chǎn)率也有所不同。1.配方的選擇表1是甲醛用量與產(chǎn)率的關(guān)系。在實(shí)際生產(chǎn)中是以接近等摩爾的甲醛為好,否則,產(chǎn)量會(huì)有所降低。 另外,氰乙酸乙酯的純度要求達(dá)到94%以上,有機(jī)酸的含量要少于0.1% 以下,原因是如雜質(zhì)多主要是丙二酸二乙酯的存在,在反應(yīng)中可能會(huì)起副反應(yīng)。這樣便消耗甲醛量,而影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)率,有機(jī)酸可使堿性催化劑失去作用而影響反應(yīng)速度。RCOOH+OH-=RCOO-+H2O也會(huì)和縮合反應(yīng)的中間產(chǎn)物生成副產(chǎn)物使縮合反應(yīng)終止,而影響聚合物生成,降低產(chǎn)量。  2. 反應(yīng)介質(zhì)快速合成法      采取少加、后加溶劑的方法,是因?yàn)椴粫?huì)因溶劑的加入過(guò)多而產(chǎn)生稀釋效應(yīng),降低反應(yīng)物濃度,使加成縮臺(tái)反應(yīng)速度明顯下降,而且可提高設(shè)備的利用率。在反應(yīng)中我們采用邊滴加甲醛邊脫水,使反應(yīng)向生產(chǎn)聚合物、方向進(jìn)行,減少水解反應(yīng).加速反應(yīng)速度,縮短反應(yīng)時(shí)間。據(jù)我們的實(shí)際生產(chǎn)情況,可在2~2.5h內(nèi)可完成聚臺(tái)反應(yīng)及脫水,比傳統(tǒng)的工藝縮短一半時(shí)間。3. 催化劑的作用及用量      把堿性催化劑如六氫吡啶、氫氧化鈉,二乙胺等。加入甲醛中,混合后再和氰乙酸醋反應(yīng)。觸媒的用量要適當(dāng),用量過(guò)多可加快反應(yīng),但也會(huì)引起副反應(yīng),降低產(chǎn)率, 因?yàn)闀?huì)使氰乙酸乙酯發(fā)生大量水解。但用量過(guò)小反應(yīng)緩慢,經(jīng)多次試驗(yàn)用量為每mol甲醛0.025~0.5g為宜, 同時(shí)在工藝上采用補(bǔ)加觸媒的辦法,這樣產(chǎn)率明顯提高。4.增塑劑的作用        我們?cè)诜磻?yīng)中常用的增塑耕有磷酸三甲酚醋、磷苯二甲酸二丁酯、磷苯二甲酸二辛醋等。在加成縮合反應(yīng)中, 增塑劑加入可避免在反應(yīng)后期粘度增大,而難以攪拌,造成脫水困難,延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間。在裂解反應(yīng)時(shí),增塑劑刷作為傳熱介質(zhì),降低裂解溫度,域少副反應(yīng), 粗體顏色較淺,得率增加。在成品中,有 量的增塑劑存在, 可增加粘合力和柔軟性,根據(jù)我們的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),它的用量要得當(dāng),多了對(duì)反應(yīng)不利,而且會(huì)增加成本,少了產(chǎn)率降低(參考表2)。5.五氧化二磷的作用       在縮合反應(yīng)完成后加溶劑進(jìn)行脫水,但目在脫水過(guò)程中不可能完善,而產(chǎn)品要求不能     含有0.5%以上的水份,這樣選擇適當(dāng)?shù)拿撍畡欠浅V匾?,較多的應(yīng)用五氧化二磷,它可以除去剩余的少量水。此外P2O5 還是作為裂解制粗單體時(shí)的觸媒,使裂解反應(yīng)易于進(jìn)行。

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