CN110746298A - 2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法、真石漆及其制备方法 - Google Patents

2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法、真石漆及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110746298A
CN110746298A CN201911063590.1A CN201911063590A CN110746298A CN 110746298 A CN110746298 A CN 110746298A CN 201911063590 A CN201911063590 A CN 201911063590A CN 110746298 A CN110746298 A CN 110746298A
Authority
CN
China
Prior art keywords
trimethyl
isobutyl
hydroxypentanoate
preparation
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911063590.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110746298B (zh
Inventor
卢小松
张世元
姜明秋
王永成
张润赟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Runtai Chemical Ltd By Share Ltd
Ruentex Chemical (taixing) Co Ltd
Original Assignee
Runtai Chemical Ltd By Share Ltd
Ruentex Chemical (taixing) Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Runtai Chemical Ltd By Share Ltd, Ruentex Chemical (taixing) Co Ltd filed Critical Runtai Chemical Ltd By Share Ltd
Priority to CN201911063590.1A priority Critical patent/CN110746298B/zh
Publication of CN110746298A publication Critical patent/CN110746298A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110746298B publication Critical patent/CN110746298B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/08—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides with the hydroxy or O-metal group of organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/61—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups
    • C07C45/67—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton
    • C07C45/68—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton by increase in the number of carbon atoms
    • C07C45/72—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton by increase in the number of carbon atoms by reaction of compounds containing >C = O groups with the same or other compounds containing >C = O groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/285—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with peroxy-compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及有机化合物合成及应用技术领域，具体涉及一种2,2,4‑三甲基‑3羟基戊酸异丁酯的制备方法、真石漆及其制备方法。本发明的2,2,4‑三甲基‑3羟基戊酸异丁酯的制备方法，包括以下步骤：1)异丁醛在碱性催化剂作用下发生羟醛缩合反应，生成2,2,4‑三甲基‑3‑羟基戊醛；将上述得到的2,2,4‑三甲基‑3‑羟基戊醛与H2O2发生氧化反应得到2,2,4‑三甲基‑3羟基戊酸；2)将步骤1)制得的2,2,4‑三甲基‑3羟基戊酸和异丁醇在强酸催化剂作用下反应得到2,2,4‑三甲基‑3羟基戊酸异丁酯。本发明的2,2,4‑三甲基‑3羟基戊酸异丁酯的制备方法，反应产物单一，无需进行多步分离，操作简单，同时本发明还提供了一种含有上述2,2,4‑三甲基‑3羟基戊酸异丁酯的真石漆及其制备方法。

Description

2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法、真石漆及其制 备方法
技术领域
本发明涉及有机化合物合成及应用技术领域，具体涉及一种2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法及含有2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的真石漆的制备方法。
背景技术
真石漆是一种装饰效果酷似大理石、花岗岩的涂料，真石漆主要采用各种颜色的天然石粉配制而成，应用于建筑外墙的仿石材效果，具有装饰性强、适用面广、水性环保、耐污性好、使用寿命长等优点。现有真石漆的成膜助剂一般采用十二碳醇酯(2，2，4-三甲基-1，3戊二醇-单异丁酸酯)，导致制得的真石漆存在低温状态时干燥速度慢、低温和初期耐水白不好以及成膜助剂添加量大等问题，因此需要开发一种能够提高真石漆的低温干燥速度、解决真石漆低温和初期耐水白问题的成膜助剂，同时需要开发一种含有该成膜助剂的真石漆。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效成膜助剂2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法、含有2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的真石漆及其制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是:
一种2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法，包括以下步骤：
1)制备2,2,4-三甲基-3羟基戊酸
异丁醛在碱性催化剂作用下发生羟醛缩合反应，生成2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛，反应式如下：
将上述得到的2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛与H2O2发生氧化反应得到2,2,4-三甲基-3羟基戊酸，反应式如下：
Figure BDA0002256754960000022
2)制备2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯
将步骤1)制得的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和异丁醇在强酸催化剂作用下反应得到2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯，反应式如下：
所述步骤1)中，所述碱性催化剂为NaOH,KOH,Ca(OH)2,BA(OH)2以及LiOH中的任意一种或两种，所述异丁醛与所述碱性催化剂的质量比为100:1～3。
所述步骤2)中，所述强酸催化剂为硫酸、盐酸或对甲苯磺酸中的任意一种。
所述步骤2)中，所述强酸催化剂的用量是所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和异丁醇总重量的0.2～0.5％，2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和异丁醇的质量比为1000：500～700。
所述步骤2)中，所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和异丁醇的酯化反应温度为50℃～145℃，酯化反应时间为10～30小时。
所述步骤2)中，将2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和异丁醇混合，加入强酸催化剂，升温至50～60℃,充分搅拌溶解形成混合溶液，将所述混合溶液搅拌缓慢升温至70～100℃，开始回流，回流1～3小时后，塔底温度平稳升高至140～145℃，酯化塔顶温度在120～125℃，至酯化液酸值≤4mgKOH/g，将酯化液进行减压蒸馏脱出异丁醇，在塔底温度130～140℃，塔顶温度130～135℃,真空度-0.1～0.08Mpa的条件下，塔顶出异丁醇，塔底出2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯，得到2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品。
向得到的所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品中加入碱液进行碱洗中和，碱液加入量为2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品的3～10％，温度为50～80℃，时间为2～8小时，然后进行一次油水分离；对一次油水分离得到的油相进行水洗，加入纯净水，水的加入量为一次油水分离得到的油相即2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品的5～20％，温度为60～95℃，时间为2～6小时，然后进行二次油水分离；二次油水分离得到的油相即2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品依次经过脱水塔处理，最终得到2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯。
所述脱水塔中塔底温度为95～130℃；二次油水分离得到的油相即2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品经过脱水处理后得到2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯。
一种含有2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的真石漆，包括以下组分：丙烯酸乳液100～500份，保水剂10～40份，羟乙基改性纤维素1～4份，防腐剂1～4份，pH调节剂1～3份，成膜助剂2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯4～10份，消泡剂1～3份，增稠剂1～3份，彩砂700～800份，水50～100份，其中，所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯由前述任一项所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法制得。
所述保水剂为乙二醇或丙二醇中的任意一种，所述防腐剂为卡松防腐剂，所述pH调节剂为氨水、NaOH或AMP-95(2-氨基-2-甲基-1-丙醇)中的任意一种，所述消泡剂为矿物油基消泡剂、有机硅消泡剂或乳液型消泡剂中的任意一种，所述增稠剂为碱溶胀增稠剂或聚氨酯增稠剂中的任意一种。
一种如上述真石漆的制备方法，包括以下步骤:在容器中加入水，在搅拌速度为500～600rpm的条件下，加入保水剂、成膜助剂2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯、消泡剂以及羟乙基纤维素，缓慢加入pH调节剂，逐步增加转速至1200～1500rpm，分散10～30分钟，分散结束后，降低搅拌速度至500～600rpm，加入丙烯酸乳液、增稠剂以及防腐剂，搅拌，加入彩砂，搅拌均匀，即得真石漆。
本发明的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法的有益效果在于：
本发明中提供的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法，将异丁醛在碱性催化剂的作用下通过羟醛缩合反应生成2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛，然后2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛与H2O2发生氧化反应生成2,2,4-三甲基-3羟基戊酸，经过重结晶，得到纯度高的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸，反应产物单一，无需进行多步分离，简化了生产工艺，且2,2,4-三甲基-3羟基戊酸的收率较高，反应物和催化剂都是常见的化工原料，生产成本较低；同时将制得的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸与异丁醇在强酸催化剂作用下发生酯化反应，生成2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯，该酯化反应副反应少，反应速率高，酯化完全，无副产物产生，可制得高纯度的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯。
本发明的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法中，当酯化液酸值≤4mgKOH/g时停止酯化反应，酯化反应完全，生成的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的收率更高。
本发明的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法中，将制得的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品经过脱水处理，以便脱去2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品中的水分，使得制备的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的纯度更高。
本发明的真石漆中采用2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯作为成膜助剂，2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯中由于戊酸酯基的存在，与十二碳醇酯(2,2,4-三甲基-1,3戊二醇单异丁酸酯)中的醇酸酯基相比，2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯与丙烯酸单体的相溶性更好，也就使得乳胶漆中的乳胶子降粘、增塑效果更好，进而使2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯与十二碳醇酯相比，其成膜效率更高，在低温状态挥发速度更快，使得真石漆的漆膜的干燥速度更快，真石漆初期耐水白更好，在低温状态下干燥速度快，真石漆低温和初期耐水白效果好，添加量较小。
具体实施方式
实施例和对比例中所涉及到的原材料包括：
实施例及对比例所用原材料除另有说明外均为市售工业用品，可通过商业渠道购得。
NXZ，工业级，诺普科；HBR250，工业级，亚夸龙；TT935，工业级，陶氏化学；K14，工业级，特洛伊；CF246，工业级，布莱克本；HS30000，工业级，信越；HHBR250，工业级，特洛伊；TT615，工业级，陶氏化学；K18，工业级，特洛伊。
一种2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法，包括以下步骤：
1)制备2,2,4-三甲基-3羟基戊酸
异丁醛在碱性催化剂作用下发生羟醛缩合反应，生成2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛，反应式如下：
Figure BDA0002256754960000051
将上述得到的2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛与H2O2发生氧化反应得到2,2,4-三甲基-3羟基戊酸，反应式如下：
Figure BDA0002256754960000052
2)制备2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯
将步骤1)制得的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和异丁醇在强酸催化剂作用下反应得到2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯，反应式如下：
Figure BDA0002256754960000061
所述步骤1)中，所述碱性催化剂为NaOH,KOH,Ca(OH)2,BA(OH)2以及LiOH中的任意一种或两种，所述异丁醛与所述碱性催化剂的质量比为100:1～3。所述步骤2)中，所述强酸催化剂为硫酸、盐酸或对甲苯磺酸中的任意一种。所述步骤2)中，所述强酸催化剂的用量是所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和异丁醇总重量的0.2～0.5％，2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和异丁醇的质量比为1000：500～700。所述步骤2)中，所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和异丁醇的酯化反应温度为50℃～145℃，酯化反应时间为10～30小时。
所述步骤2)中，将2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和异丁醇混合，加入强酸催化剂，升温至50～60℃,充分搅拌溶解形成混合溶液，将所述混合溶液搅拌缓慢升温至70～100℃，开始回流，回流1～3小时后，塔底温度平稳升高至140～145℃，酯化塔顶温度在120～125℃，至酯化液酸值≤4mgKOH/g，将酯化液进行减压蒸馏脱出异丁醇，在塔底温度130～140℃，塔顶温度120～135℃,真空度-0.1～0.08Mpa的条件下，塔顶出异丁醇，塔底出2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯，得到2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品。
向得到的所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品中加入碱液进行碱洗中和，碱液加入量为2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品的3～10％，温度为50～80℃，时间为2～8小时，然后进行一次油水分离；对一次油水分离得到的油相进行水洗，加入纯净水，水的加入量为一次油水分离得到的油相的5～20％，温度为60～95℃，时间为2～6小时，然后进行二次油水分离；二次油水分离得到的油相依次经过脱水塔,最终得到2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯，所述脱水塔中塔底温度为95～130℃。
一种真石漆，包括以下组分：丙烯酸乳液100～500份，保水剂10～40份，羟乙基改性纤维素1～4份，防腐剂1～4份，pH调节剂1～3份，成膜助剂2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯4～10份，消泡剂1～3份，增稠剂1～3份，彩砂700～800份，水50～100份，其中，所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯由前述任一项所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法制得。
所述保水剂为乙二醇或丙二醇中的任意一种，所述防腐剂为K14或K18卡松防腐剂中的任意一种，所述pH调节剂为氨水、NaOH或AMP-95(2-氨基-2-甲基-1-丙醇)中的任意一种，所述消泡剂为NXZ或CF246中的任意一种，所述羟乙基纤维素为HBR250、HHBR250或HS30000中的任意一种；所述增稠剂为TT935或TT615中的任意一种。
一种如上述真石漆的制备方法，包括以下步骤:在容器中加入水，在搅拌速度为500～600rpm的条件下，加入保水剂、成膜助剂2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯、消泡剂以及羟乙基纤维素，缓慢加入pH调节剂，逐步增加转速至1200～1500rpm，分散10～30分钟，分散结束后，降低搅拌速度至500～600rpm，加入丙烯酸乳液、增稠剂以及防腐剂，搅拌，加入彩砂，搅拌均匀，即得真石漆。
实施例1
本实施例的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法，包括以下步骤：
1)制备2,2,4-三甲基-3羟基戊酸
将600g异丁醛与45克、质量分数为40％的Ba(OH)2溶液分别加入反应釜中，搅拌升温至55℃，反应7小时后，间隔30分钟时间取样做气相色谱测试，当连续两次色谱测试中2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛的含量不再增加时停止反应，然后在70℃，-0.1MPa下蒸馏脱除未反应的异丁醛，然后水洗，分离出油相产品，得到520g的2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛。
将上述得到的2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛加入反应釜中，升温至80℃，边反应边滴加双氧水，双氧水中H2O2的质量分数为20％，双氧水的添加量为571克，反应2小时后，做气相色谱测试，测得2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛的含量低于1％时，停止滴加双氧水，得到粗品2,2,4-三甲基-3羟基戊酸，将粗品2,2,4-三甲基-3羟基戊酸用120mL乙腈在40℃重结晶，最终得到540g的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸，纯度为98％，2,2,4-三甲基-3羟基戊酸的收率为98.4％。
2)制备2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯
将步骤1)得到的500g的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和250g的异丁醇混合，加入3克98％的硫酸，升温至60℃，充分搅拌溶解制得混合溶液，将混合溶液泵入酯化釜，搅拌缓慢升温至70℃，开始回流，回流3h后，塔底温度平稳升至140℃，酯化塔顶温度为120℃；反应30h后，检测酯化液酸值为4mgKOH/g，将酯化液转入蒸馏釜中进行蒸馏，在塔底温度为130℃，塔顶温度为120℃,真空度为-0.1Mpa下进行。至未反应的异丁醇脱尽，开始接收2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品，连续出料。
将上述制得的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品进入碱洗釜进行碱洗中和，加入浓度为30％的KOH溶液，KOH溶液的加入量为2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品的3％，温度为80℃下，碱洗6小时后，检测pH值为7，然后进行一次油水分离，一次油水分离得到的油相即2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品进入水洗釜进行水洗，加入纯净水，水的加入量为2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品的5％，温度95℃，时间6小时，然后进行二次油水分离。
二次油水分离得到的油相即2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品进入脱水塔，塔底温度为95℃，至没有水分时脱除停止；得到成品2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯。
实施例2
本实施例的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法，包括以下步骤：
1)制备2,2,4-三甲基-3羟基戊酸
将700g异丁醛与60g、质量分数为35％的KOH溶液分别加入反应釜中，搅拌升温至65℃，反应2小时后，间隔30分钟时间取样做气相色谱测试，当连续两次色谱测试中2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛的含量不再增加时停止反应，然后在65℃，-0.05MPa下蒸馏脱除未反应的异丁醛，然后水洗，分离出油相产品，得到620g的2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛。
将上述得到的2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛加入反应釜中，升温至50℃，边反应边滴加双氧水，双氧水中H2O2的质量分数为5％，双氧水的添加量为2900克，反应5小时后，做气相色谱测试，测得2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛的含量低于1％时，停止滴加双氧水，得到粗品2,2,4-三甲基-3羟基戊酸，将粗品2,2,4-三甲基-3羟基戊酸用150mL乙腈在45℃重结晶，最终得到630g的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸，纯度为95％，2,2,4-三甲基-3羟基戊酸的收率为91.5％。
2)制备2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯
将步骤1)得到的500g的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和300g的异丁醇混合，加入8克的催化剂对甲苯磺酸，升温至50℃，充分搅拌溶解制得混合溶液，将混合溶液泵入酯化釜，搅拌缓慢升温至95℃，开始回流，回流1h后，塔底温度平稳升至145℃，酯化塔顶温度为125℃；反应1h后，检测酯化液酸值为3mgKOH/g，将酯化液转入蒸馏釜中进行蒸馏，在塔底温度为140℃，塔顶温度为130℃,真空度为0.08Mpa下进行。至未反应的异丁醇脱尽，开始接收2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品，连续出料。
将上述制得的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品进入碱洗釜进行碱洗中和，加入碱液48％NaOH溶液，NaOH溶液的加入量为2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品的10％，温度为50℃下，碱洗8小时后，检测pH值为9，然后进行一次油水分离，一次油水分离得到的油相即2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品进入水洗釜进行水洗，加入纯净水，水的加入量为2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品的20％，温度60℃，时间2小时，然后进行二次油水分离。
二次油水分离得到的油相即2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品进入脱水塔，塔底温度为130℃，至没有水分时脱除停止；得到成品即2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯。
实施例3
本实施例的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法，包括以下步骤：
1)制备2,2,4-三甲基-3羟基戊酸
将500g异丁醛与25g、质量分数为20％的Ca(OH)2溶液分别加入反应釜中，搅拌升温至30℃，反应5小时后，间隔30分钟时间取样做气相色谱测试，当连续两次色谱测试中2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛的含量不再增加时停止反应，然后在40℃，-0.01MPa下蒸馏脱除未反应的异丁醛，然后水洗，分离出油相产品，得到480g的2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛。
将上述得到的2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛加入反应釜中，升温至90℃，边反应边滴加双氧水，双氧水中H2O2的质量分数为70％，双氧水的添加量为196克，反应3小时后，做气相色谱测试，测得2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛的含量低于1％时，停止滴加双氧水，得到粗品2,2,4-三甲基-3羟基戊酸，将粗品2,2,4-三甲基-3羟基戊酸用90mL乙腈在45℃重结晶，最终得到460g的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸，纯度为97％，2,2,4-三甲基-3羟基戊酸的收率为90％。
2)制备2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯
将步骤1)得到的450g的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和315g的异丁醇混合，加入5克98％的盐酸，升温至55℃，充分搅拌溶解制得混合溶液，将混合溶液泵入酯化釜，搅拌缓慢升温至95℃，开始回流，回流2h后，塔底温度平稳升至145℃，酯化塔顶温度为125℃；反应20h后，检测酯化液酸值为3.2mgKOH/g，将酯化液转入蒸馏釜中进行蒸馏，在塔底温度为135℃，塔顶温度为120℃,真空度为0.08Mpa下进行。至未反应的异丁醇脱尽，开始接收2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品，连续出料。
将上述制得的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品进入碱洗釜进行碱洗中和，加入35％的NaOH溶液，NaOH溶液的加入量为2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品的8％，温度为60℃下，碱洗3小时后，检测pH值为7.9，然后进行一次油水分离，一次油水分离得到的油相即2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品进入水洗釜进行水洗，加入纯净水，水的加入量为2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品的10％，温度90℃，时间3小时，然后进行二次油水分离。
二次油水分离得到的油相即2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品进入脱水塔，塔底温度为110℃，至没有水分时脱除停止，得到成品2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯。
实验例1
本实验例的真石漆，包括以下组分：丙烯酸乳液100份，保水剂10份，羟乙基改性纤维素份1，防腐剂1份，pH调节剂1份，成膜助剂2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯4份，消泡剂1份，增稠剂1份，水100份，彩砂800份，其中，本实验例中的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯由实施例1制得。
本实验例的真石漆的制备方法，包括以下步骤：在高速分散罐中加入水，在搅拌速度为500rpm的条件下，加入保水剂乙二醇、成膜助剂2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯、矿物油消泡剂NXZ以及羟乙基纤维素HBR250，缓慢加入pH调节剂AMP-95，逐步增加转速至1200rpm，分散30分钟，分散结束后，降低搅拌速度至500rpm，加入丙烯酸乳液、碱溶胀增稠剂TT935以及卡松防腐剂K14，搅拌10分钟，转移至真石漆调漆釜，加入彩砂，搅拌均匀，即得真石漆。
实验例2
本实验例的真石漆，包括以下组分：丙烯酸乳液150份，保水剂40份，羟乙基改性纤维素份4，防腐剂4份，pH调节剂3份，成膜助剂2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯10份，消泡剂3份，增稠剂3份，水50份，彩砂700份，其中，本实验例中的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯由实施例1制得。
本实验例的真石漆的制备方法，包括以下步骤：在高速分散罐中加入纯净水，在搅拌速度为550rpm的条件下，加入保水剂丙二醇、成膜助剂2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯、消泡剂CF246以及羟乙基纤维素HS30000，缓慢加入pH调节剂氨水，逐步增加转速至1300rpm，分散20分钟，分散结束后，降低搅拌速度至600rpm，加入丙烯酸乳液、聚氨酯增稠剂以及卡松防腐剂K14，搅拌10分钟，转移至真石漆调漆釜，加入彩砂，搅拌均匀，即得真石漆。
实验例3
本实验例的真石漆，包括以下组分：丙烯酸乳液120份，保水剂20份，羟乙基改性纤维素份2，防腐剂2份，pH调节剂1份，成膜助剂2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯6份，消泡剂2份，增稠剂2份，水100份，彩砂750份，其中，本实验例中的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯由实施例1制得。
本实验例的真石漆的制备方法，包括以下步骤：在高速分散罐中加入纯净水，在搅拌速度为600rpm的条件下，加入保水剂乙二醇、成膜助剂2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯、消泡剂NXZ以及羟乙基纤维素HHBR250，缓慢加入pH调节剂NaOH，逐步增加转速至1500rpm，分散10分钟，分散结束后，降低搅拌速度至550rpm，加入丙烯酸乳液、碱溶胀增稠剂TT615以及卡松防腐剂K18，搅拌10分钟，转移至真石漆调漆釜，加入彩砂，搅拌均匀，即得真石漆。
对比例1
本对比例的真石漆，包括以下组分：丙丙烯酸乳液100份，保水剂10份，羟乙基改性纤维素份1份，防腐剂1份，pH调节剂1份，成膜助剂十二碳醇酯4份，消泡剂1份，增稠剂1份，水100份，彩砂800份。
本对比例1与实验例1的区别仅在于，真石漆中的成膜助剂不同，本对比例1的真石漆的制备中，将实验例1中的成膜助剂2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯替换为成膜助剂十二碳醇酯。
本对比例的真石漆的制备方法，包括以下步骤：在高速分散罐中加入水，在搅拌速度为500rpm的条件下，加入保水剂乙二醇、成膜助剂十二碳醇酯、消泡剂NXZ以及羟乙基纤维素HBR250，缓慢加入pH调节剂AMP-95，逐步增加转速至1200rpm，分散30分钟，分散结束后，降低搅拌速度至500rpm，加入丙烯酸乳液、碱溶胀增稠剂TT935以及卡松防腐剂K14，搅拌10分钟，转移至真石漆调漆釜，加入彩砂，搅拌均匀，即得真石漆。
对比例2
本对比例2与实验例1的区别仅在于，真石漆中的成膜助剂不同，本对比例2的真石漆的制备中，将实验例1中的成膜助剂2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯替换为成膜助剂十六碳双酯(2,2,4-三甲基-1,3戊二醇双异丁酸酯)，其它步骤同实施例1，此处不再赘述。
将上述实验例1、实验例2、实验例3、对比例1以及对比例2中制备的真石漆按照JGT24-2018《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》进行性能测试，结果见表1：
表1实施例及对比例中的真石漆的性能数据
Figure BDA0002256754960000131
由表1可知，实验例1-3中制备的真石漆中，由于采用2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯作为成膜助剂，而在对比例1中使用十二碳醇酯作为成膜助剂，在对比例2中使用十六碳双酯做为成膜助剂，2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯中由于戊酸酯基的存在，与十二碳醇酯(2,2,4-三甲基-1,3戊二醇单异丁酸酯)及十六碳双酯(2,2,4-三甲基-1,3戊二醇双异丁酸酯)中的醇酸酯基相比，2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯与丙烯酸单体的相溶性更好，也就使得真石漆中的乳胶子降粘、增塑效果更好，另外，2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯相较于十二碳醇酯和十六碳双酯，沸点更低，从而使2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯与十二碳醇酯及十六碳双酯相比，其成膜效率更高，在低温状态挥发速度更快，进而使得乳胶漆膜的干燥速度更快，乳胶漆初期耐水白更好。而十六碳双酯由于分子量更大，沸点更高，导致其挥发速度更慢，干燥速度慢，在5℃干燥24h耐水白时出现涂层脱落的现象。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)制备2,2,4-三甲基-3羟基戊酸
异丁醛在碱性催化剂作用下发生羟醛缩合反应，生成2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛，反应式如下：
Figure FDA0002256754950000011
将上述得到的2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛与H2O2发生氧化反应得到2,2,4-三甲基-3羟基戊酸，反应式如下：
Figure FDA0002256754950000012
2)制备2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯
将步骤1)制得的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和异丁醇在强酸催化剂作用下反应得到2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯，反应式如下：
Figure FDA0002256754950000013
2.根据权利要求1所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述碱性催化剂为NaOH,KOH,Ca(OH)2,BA(OH)2以及LiOH中的任意一种或两种，所述异丁醛与所述碱性催化剂的质量比为100:1～3。
3.根据权利要求1所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述强酸催化剂为硫酸、盐酸或对甲苯磺酸中的任意一种。
4.根据权利要求1所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述强酸催化剂的用量是所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和异丁醇总重量的0.2～0.5％，2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和异丁醇的质量比为1000：500～700。
5.根据权利要求1所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和异丁醇的酯化反应温度为50℃～145℃，酯化反应时间为10～30小时。
6.根据权利要求1所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，将2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和异丁醇混合，加入强酸催化剂，升温至50～60℃,充分搅拌溶解形成混合溶液，将所述混合溶液搅拌缓慢升温至70～100℃，开始回流，回流1～3小时后，塔底温度平稳升高至140～145℃，酯化塔顶温度在120～125℃，至酯化液酸值≤4mgKOH/g，将酯化液进行减压蒸馏脱出异丁醇，在塔底温度130～140℃，塔顶温度120～130℃,真空度-0.1～0.08Mpa的条件下，塔顶出异丁醇，塔底出2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯，得到2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品。
7.根据权利要求6所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法，其特征在于，向得到的所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品中加入碱液进行碱洗中和，碱液加入量为2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯粗品的3～10％，温度为50～80℃，时间为2～8小时，然后进行一次油水分离；对一次油水分离得到的油相进行水洗，加入纯净水，水的加入量为一次油水分离得到的油相的5～20％，温度为60～95℃，时间为2～6小时，然后进行二次油水分离；二次油水分离得到的油相依次经过脱水塔,最终得到2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯。
8.根据权利要求7所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法，其特征在于，所述脱水塔中塔底温度为95～130℃。
9.一种含有2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的真石漆，其特征在于，包括以下组分：丙烯酸乳液100～500份，保水剂10～40份，羟乙基改性纤维素1～4份，防腐剂1～4份，pH调节剂1～3份，成膜助剂2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯4～10份，消泡剂1～3份，增稠剂1～3份，彩砂700～800份，水50～100份，其中，所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯由权利要求1-8任一项所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法制得。
10.一种如权利要求9所述真石漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:在容器中加入水，在搅拌速度为500～600rpm的条件下，加入保水剂、成膜助剂2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯、消泡剂以及羟乙基纤维素，缓慢加入pH调节剂，逐步增加转速至1200～1500rpm，分散10～30分钟，分散结束后，降低搅拌速度至500～600rpm，加入丙烯酸乳液、增稠剂以及防腐剂，搅拌，加入彩砂，搅拌均匀，即得真石漆。
CN201911063590.1A 2019-10-31 2019-10-31 2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法、真石漆及其制备方法 Active CN110746298B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911063590.1A CN110746298B (zh) 2019-10-31 2019-10-31 2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法、真石漆及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911063590.1A CN110746298B (zh) 2019-10-31 2019-10-31 2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法、真石漆及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110746298A true CN110746298A (zh) 2020-02-04
CN110746298B CN110746298B (zh) 2022-05-03

Family

ID=69281931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911063590.1A Active CN110746298B (zh) 2019-10-31 2019-10-31 2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法、真石漆及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110746298B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111393288A (zh) * 2020-04-30 2020-07-10 润泰化学（泰兴）有限公司 一种2,2,4-三甲基-1,3戊二醇二丁酸酯的合成工艺及其在内墙乳胶漆中的应用
CN112387226A (zh) * 2020-11-11 2021-02-23 润泰化学（泰兴）有限公司 一种用于生产2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的脱醇塔
CN112546657A (zh) * 2020-11-11 2021-03-26 润泰化学（泰兴）有限公司 一种用于生产2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的初蒸塔
CN113121344A (zh) * 2021-03-18 2021-07-16 南京工业大学 一种2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯粗品洗涤工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101481568A (zh) * 2008-01-08 2009-07-15 徐军 一种环保防冻真石漆及其制备方法
CN104591598A (zh) * 2013-10-31 2015-05-06 北新集团建材股份有限公司 一种真石漆及其制备方法、施工方法
CN107698451A (zh) * 2017-10-24 2018-02-16 安徽省化工设计院 一种醇酯‑12的生产工艺
JP2019034890A (ja) * 2017-08-10 2019-03-07 Jnc株式会社 造膜効果を有する化合物、造膜助剤、および塗料用組成物

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101481568A (zh) * 2008-01-08 2009-07-15 徐军 一种环保防冻真石漆及其制备方法
CN104591598A (zh) * 2013-10-31 2015-05-06 北新集团建材股份有限公司 一种真石漆及其制备方法、施工方法
JP2019034890A (ja) * 2017-08-10 2019-03-07 Jnc株式会社 造膜効果を有する化合物、造膜助剤、および塗料用組成物
CN107698451A (zh) * 2017-10-24 2018-02-16 安徽省化工设计院 一种醇酯‑12的生产工艺

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DOI, RYUSUKE ET AL.: "Development of an Azanoradamantane-Type Nitroxyl Radical Catalyst for Class-Selective Oxidation of Alcohols", 《THE JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY》 *
JOHN M. GARDINER ET AL.: "Novel isomenthone-derived 1,3-diol ligands identified through parallel synthesis and screening catalyse an asymmetric aldol reaction", 《CHEM. COMMUN.》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111393288A (zh) * 2020-04-30 2020-07-10 润泰化学（泰兴）有限公司 一种2,2,4-三甲基-1,3戊二醇二丁酸酯的合成工艺及其在内墙乳胶漆中的应用
CN112387226A (zh) * 2020-11-11 2021-02-23 润泰化学（泰兴）有限公司 一种用于生产2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的脱醇塔
CN112546657A (zh) * 2020-11-11 2021-03-26 润泰化学（泰兴）有限公司 一种用于生产2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的初蒸塔
CN113121344A (zh) * 2021-03-18 2021-07-16 南京工业大学 一种2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯粗品洗涤工艺
CN113121344B (zh) * 2021-03-18 2023-08-08 南京工业大学 一种2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯粗品洗涤工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN110746298B (zh) 2022-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110746298B (zh) 2,2,4-三甲基-3羟基戊酸异丁酯的制备方法、真石漆及其制备方法
CN107551609B (zh) 一种用于pva生产中的含有机硅改性蓖麻油消泡剂及制备方法
CN106397368A (zh) 一种脂肪醇聚氧乙烯醚缩水甘油醚及其制备方法
CN107597187B (zh) 连续生产(甲基)丙烯酸羟基酯和(甲基)丙烯酸二酯的方法及磺酸树脂催化剂
CN1170793C (zh) 用甲乙酮系列混合溶剂分离丁烷与丁烯的方法
CN110724055B (zh) 2,2,4-三甲基-3羟基戊酸正丁酯的制备方法、乳胶漆及其制备方法
CN109134247B (zh) 一种季戊四醇酯的制备方法和系统
CN110803988B (zh) 2,2,4-三甲基-3羟基戊酸甲氧基乙基酯的制备方法、水性木器漆及其制备方法
CN102344366A (zh) 两股溶剂侧线进料液液萃取提取丙烯酸丁酯的方法
CN105693475B (zh) 一种固体酸H2SO4‑SiO2催化制备双酚芴的工艺方法
CN107641078A (zh) 一种2‑甲基‑6‑丙酰基萘氧化制备2,6‑萘二甲酸的方法
CN112521324A (zh) 一种过氧化二叔丁基的制备方法
CN110746297B (zh) 2,2,4-三甲基-3羟基戊酸甲酯的制备方法、钢结构用水性工业漆及其制备方法
CN116693726A (zh) 一种基于烯烃功能聚合物制备阻垢剂的方法
CN101823962B (zh) 制备顺丁烯二酸二甲酯的方法
CN103865625A (zh) 一种溶剂抽提再生废发动机油的方法
CN110790666B (zh) 2,2,4-三甲基-3羟基戊酸乙酯的制备方法、集装箱用水性漆及其制备方法
CN107325890B (zh) 一种基于高铼酸盐离子液体的环氧增塑剂合成方法
CN102276430A (zh) 二醇单叔丁基醚和二醇二叔丁基醚的分离
US4720577A (en) Process for the extraction of carboxylic acids from dilute aqueous solutions
CN112430325B (zh) 惰性端基聚硫代醚聚合物的合成方法
CN107400230A (zh) 一种高效低温石油破乳剂及制备方法
CN110451684B (zh) 十二碳醇酯生产工艺废水的处理方法
RU2492188C1 (ru) Антиагломератор для выделения синтетических каучуков
CN112079713B (zh) 包含长链二元酸的混合物的处理方法及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant