CN108299175A - 一种乙酰丙酮锌制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明现提供了一种乙酰丙酮锌制备工艺，乙酰丙酮和氧化锌混合加入反应器中，搅拌加热升温至110℃~140℃，加入一定量催化剂反应30min后得到目标产品乙酰丙酮锌。本发明整个工艺流程简单高效，操作容易，既节约了生产成本，又极大地提高了生产效率，也符合绿色化学的要求。采用本发明工艺条件得到的产品经过IR和DSC测试后证明副产物少，纯度高。产品在PVC中的静态热稳定性优于同类产品。

Description

一种乙酰丙酮锌制备工艺

技术领域

本发明涉及化学助剂领域，具体涉及一种乙酰丙酮锌制备工艺，制备的乙酰丙酮锌广泛应用在PVC热稳定剂、催化剂、阻燃剂、树脂交联剂、超传导薄膜、热线反射玻璃膜和透明导电膜的形成剂等领域。

背景技术

乙酰丙酮盐是一类重要的有机金属化合物，其许多特殊性能引起普遍关注。乙酰丙酮锌作为其中的代表性品种，广泛应用在PVC热稳定剂、催化剂、阻燃剂、树脂交联剂、超传导薄膜、热线反射玻璃膜和透明导电膜的形成剂等领域。

目前，乙酰丙酮锌的制备方法主要分为以下两种：1)液相法，即将金属锌盐与碱溶液反应得到氢氧化锌沉淀，再将乙酰丙酮和氢氧化锌在水中反应得到产品。此制备方法需要用到较多碱溶液，大量的水作为分散介质被使用，产品需要过滤提纯，产生需要处理的大量废水，能耗高，效率低，污染重，产能低。2)固相研磨法，该方法具有不需要溶剂，即固体碱、乙酰丙酮与锌盐直接加到研磨器中研磨反应。此制备方法反应条件温和、操作简单、产率较高，但仍需碱作为原料，最后还需用水溶解未反应物产生一定的废水，残留的未反应物导致产品纯度不高。研磨器还会用到研磨介质，最后还需要将研磨介质与产品分离，操作繁琐，不能高效生产。鉴于常规制备工艺采用金属锌盐为原料后需要用水对无机盐进行洗涤造成水资源的浪费，国内外相关专利已经公开了一些不使用金属锌盐为原料制备工艺。

JP2003342222公开了一种通过乙酰丙酮和氧化锌直接制备乙酰丙酮锌的方法，该方法得到了产率为90.6%的乙酰丙酮锌一水化合物。但该方法中乙酰丙酮的用量明显超过化学计量比(1600ml乙酰丙酮与40.7g氧化锌反应)，需要进行过滤烘干等工序才能得到产品。CN201710391053利用高剪切反应釜的强力剪切搅拌作用使乙酰丙酮、氧化锌和水之间产生强大的摩擦和挤压得到乙酰丙酮锌。从实践操作上看，该方法还是需要使用较多的水确保物料的充分反应(乙酰丙酮2000g，氧化锌780g，去离子水2000g)，之后水需要通过干燥工序排出而产生不必要的能耗。另外需要使用特制的高剪切分散设备对物料进行高剪切以保证在反应体系中包覆颗粒的破碎扩散，而高剪切高分散设备的投入大，维护成本高。

因此如何开发一种节约成本，工艺简单高效，对环境不造成污染的乙酰丙酮制备工艺，是目前急需攻克的难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种简单高效，操作容易，对环境不造成污染，无需特殊设备的制备工艺。此工艺的关键点是通过将反应温度控制在乙酰丙酮锌的软化点以上乙酰丙酮和氧化锌直接反应得到乙酰丙酮锌产品。通过对温度的控制，反应体系的流动性好，无需强力剪切和其他液体作为分散介质即可让物料充分混合反应。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种乙酰丙酮锌制备工艺，乙酰丙酮和氧化锌混合加入反应器中，搅拌加热升温至110℃~140℃，加入一定量催化剂反应30min后得到目标产品乙酰丙酮锌。

优选地，乙酰丙酮、氧化锌与催化剂质量百分比分别为70~72%，28~29.5%，0.05~0.5%，各组分的重量百分比应为100%。

优选地，所述所制备的乙酰丙酮锌白色产品，收率94~96.0%，锌含量24%~26%，熔点129℃~133℃。

优选地，所述反应温度为120-130℃。

优选地，所述反应催化剂为水，双氧水和冰醋酸中的一种。

优选地，所述反应催化剂为双氧水和冰醋酸的两种混合，双氧水和冰醋酸的摩尔比为5：1-2。

本发明的优点在于：

本发明的优点在于，本发明在无需特殊设备的前提下，通过对反应温度的控制来实现反应体系好的流动性，无需强力剪切和其他液体作为分散介质即可让物料充分混合反应的目的，避免了产物后续需要过滤、烘干等一系列增加能耗的工序。整个工艺流程简单高效，操作容易，既节约了生产成本，又极大地提高了生产效率，也符合绿色化学的要求。采用本发明工艺条件得到的产品经过IR和DSC测试后证明副产物少，纯度高。产品在PVC中的静态热稳定性优于同类产品。

附图说明：

图1为实例4产品与标样(市场同类产品)的红外光谱对比分析图；

图2为实例4产品与标样的熔点对比分析图；

图3为实例4产品与标样的PVC材料中的耐热稳定性对比测试显示图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对发明作进一步说明，乙酰丙酮和氧化锌混合加入反应器中，搅拌加热升温至110℃~140℃，加入一定量催化剂反应30min后得到目标产品。

所述乙酰丙酮锌为白色产品，收率94~96.0%，锌含量24%~26%，m.p.129℃~133℃。

所述乙酰丙酮、氧化锌与催化剂质量百分比分别为70~72%，28~29.5%，0.05~0.5%，各组分的重量百分比应为100%。

所述反应温度不低于110℃。

所述反应催化剂为水，双氧水和冰醋酸中的一种。

所述的反应器为常规反应容器和压力容器均可，搅拌方式无特殊要求。

实例1：

将400g乙酰丙酮加入三口烧瓶，加热升温至90℃-100℃，称取160g氧化锌在150rpm搅拌速率下加入三口烧瓶，继续升温至110℃-120℃，加入1g水混合反应30min后即可出料，粉碎后可得乙酰丙酮锌白色粉末产品。所得乙酰丙酮锌收率95.7%，锌含量25.2%，m.p.129.8℃。

实例2：

将1000g乙酰丙酮加入三口烧瓶，加热升温至90℃-100℃，称取395g氧化锌在180rpm搅拌速率下加入三口烧瓶，继续升温至115℃-125℃，加入5g双氧水混合反应30min后即可出料，粉碎后可得乙酰丙酮锌白色粉末产品。所得乙酰丙酮锌收率94.9%，锌含量25.6%，m.p.131.4℃。

实例3：

将2000g乙酰丙酮加入三口烧瓶，加热升温至90℃-100℃，称取780g氧化锌在200rpm搅拌速率下加入三口烧瓶，继续升温至120℃-130℃，加入8g冰醋酸混合反应30min后即可出料，粉碎后可得乙酰丙酮锌白色粉末产品。所得乙酰丙酮锌收率94.3%，锌含量25.9%，m.p.132.6℃。

以上所述为本发明较佳的具体实施方式，更进一步如实例1所介绍之工艺条件进行中试放大实例4。

实例4：

将400kg乙酰丙酮投入合成反应釜中，加热升温至90℃-100℃，称取160kg氧化锌在150rpm搅拌速率下加入三口烧瓶，继续升温至110℃-120℃，加入1kg水混合反应30min出料粉碎后得乙酰丙酮锌白色粉末产品。所得乙酰丙酮锌收率96.0%，锌含量24.7%，m.p.129.5℃。

表1.热稳定性测试配方表

PVC	碳酸钙	增塑剂	硬脂酸钙	乙酰丙酮锌
					50g	25g	25g	1g	1g

按实例4所得乙酰丙酮锌产品的红外光谱，DSC分析以及PVC材料中的耐热稳定性对比附图如下：

图1所示为实例4产品与标样(市场同类产品)的红外光谱对比分析图。根据图1所示，实例4产品与标样两者特征峰基本吻合，可判断产品为乙酰丙酮锌。

图2所示为实例4产品与标样的熔点对比分析图。

根据图2显示，实例4产品只有一个波峰，一个峰值，而标准样品的熔点有峰有3个，可见实例4产品的熔点更稳定，并可推断纯度更高。

图3所示为实例4产品与标样的PVC材料中的耐热稳定性对比测试，可看出实例4产品的静态热稳定性能明显优于标准样品。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种乙酰丙酮锌制备工艺，其特征在于：乙酰丙酮和氧化锌混合加入反应器中，搅拌加热升温至110℃~140℃，加入一定量催化剂反应30min后得到目标产品乙酰丙酮锌。

2.根据权利要求1所述的乙酰丙酮锌制备工艺，其特征在于：乙酰丙酮、氧化锌与催化剂质量百分比分别为70~72%，28~29.5%，0.05~0.5%，各组分的重量百分比应为100%。

3.根据权利要求1所述的乙酰丙酮锌制备工艺，其特征在于：所述所制备的乙酰丙酮锌白色产品，收率94~96.0%，锌含量24%~26%，熔点129℃~133℃。

4.根据权利要求1所述的乙酰丙酮锌制备工艺，其特征在于：所述反应温度为120-130℃。

5.根据权利要求1所述的乙酰丙酮锌制备工艺，其特征在于：所述反应催化剂为水，双氧水和冰醋酸中的一种。

6.根据权利要求1所述的乙酰丙酮锌制备工艺，其特征在于：所述反应催化剂为双氧水和冰醋酸的两种混合，双氧水和冰醋酸的摩尔比为5：1-2。