CN113307729A - 一种高性能乙酰丙酮铝的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高性能乙酰丙酮铝的制备方法，包括以下步骤：(1)混合；(2)一次萃取：在混合溶液中加入萃取剂，搅拌15‑18min，静置分层，分出有机层；(3)二次萃取：再次加入萃取剂，搅拌15‑18min，静置分层，分出有机层，水层收集起来备用；(4)重复：重复上述步骤(3)，数量为3次；(5)搅拌；6)降温过滤：(7)制成；将所述步骤(6)中所得乙酰丙酮铝固体，通过有机溶剂重结晶，得到高纯度乙酰丙酮铝。本发明通过选用特定的有机溶剂对铝盐溶液进行萃取处理，去除其中的铁盐杂质，提高乙酰丙酮铝纯度和白度，产品收率较高，质量好。合成工艺简单，容易操作；并且萃取剂可以回收循环使用，生产成本较低，收率稳定，大大降低环境污染物排放。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成领域，具体涉及一种乙酰丙酮铝的制备方法。
背景技术
乙酰丙酮铝是一种具有很好的耐水性和亲油性的单斜系晶体，在 白墨、透明墨等油墨中明显提高对基材附着力，且不会引起颜色变深。 它在双键聚合催化，医药中间体合成，能源催化,环保等方面被广泛 应用。乙酰丙酮铝主要用做环氧树脂的硬化促进剂，(甲基)丙烯酸 树脂的交联剂和烯烃聚合作烯烃聚合、环氧树脂、酸酐固化、硅烷聚 合的催化剂等。乙酰啊丙酮铝还可用作汽油、润滑油的添加剂，油漆、 涂料和印花油墨干燥剂等，另外，作树脂交联剂、树脂硬化促进剂、 橡胶添加剂、超传导薄膜、透明导电膜的形成剂等。
现有乙酰丙酮铝的生产方法主要以苯类物质为溶剂，采用铝盐和 乙酰丙酮反应制备而来。工业上生产乙酰丙酮铝的常用方法是以氯化 铝为铝源，将其溶入大量水中，然后加入乙酰丙酮，采用氢氧化钠调 节pH值后反应得到乙酰丙酮铝。由于铝盐中含有少量的铁盐污染， 产品合成后颜色偏红，纯度低、白度差，外观为为非晶体粉末，因为 产品质量性能较差，应用价值不大。目前国内很多用户仍然采用日本、 美国的进口产品。关于提高乙酰丙酮铝的纯度和白度等质量性能，已 有很多相关文献报道。
如中国专利：CN101486632A提供了一种以高纯度铝粉末原料， 水作为溶剂，质子酸(盐酸、硫酸和磷酸)催化，制备铁杂质低的铝盐， 再与乙酰丙酮反应的工艺。虽然乙酰丙酮铝白度较好，但反应过程中 有氢气生成，存在易燃易爆的危险性，对安全生产威胁较大。CN1903817A报道了采用异丙醇和丙酮为溶剂，采用铝粉和乙酰丙酮 合成反应制备乙酰丙酮铝的方法。虽然铝和异丙醇作用可以避免铁等 杂质引入，但也存在有机溶剂消耗大，乙酰丙酮的用量大(铝粉：乙 酰丙酮＝1:12)，反应过程产生氢气，铝单质粉末为易爆炸危险品， 配套防爆措施且危险性大等不足之处。
又如CN 109970539 A报道了采用铝盐或者勃姆石为原料，水溶 液中酸催化反应，再用碱调节pH制备相关产品的方法。其制备过程 中使用酸催化反应，采用丙酮和异丙醇作为后续反应的添加剂，沉淀 出乙酰丙酮铝。由于异丙醇与丙酮等与水互溶，后续溶剂的回收会受 到影响，也造成废水的处理难度增加，溶剂浪费较多。且乙酰丙酮铝 质量不高，产品偏黄。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种高性能乙酰丙 酮铝的制备方法来解决上述目前所存在的问题，本发明提供了原料易 得，操作便捷，所得产品质量(白度，纯度)较高的乙酰丙酮铝的合 成工艺。该方法以可溶性铝盐为起始原料，经过有机萃取剂萃取，去 除铁离子等显色离子，再与乙酰丙酮反应制备相应产品；最后经过有 机溶剂提纯，制备出白度好、质量高的结晶性产品。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高性能乙酰丙酮 铝的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)混合，将纯水和水溶性铝盐按照预定重量比例混合充分搅 拌溶解，得到混合溶液，其中，纯水和水溶性铝盐的重量比为2：1；
(2)一次萃取：在混合溶液中加入萃取剂，搅拌15-18min，静 置分层，分出有机层，水层收集起来备用；
(3)二次萃取：再次加入萃取剂，搅拌15-18min，静置分层， 分出有机层，水层收集起来备用；
(4)重复：重复上述步骤(3)，数量为3次，分出水层备用； 分出有机层合并，集中回收；
(5)搅拌：将步骤(4)中的得到的水层，在搅拌条件下，加入 乙酰丙酮，25-30℃保温搅拌30min，缓慢滴加计量的碱液，调节至 pH值至8-9，得到混合物；
(6)降温过滤：将混合物搅拌反应1h，降温至室温，过滤，得 到乙酰丙酮铝固体；
(7)制成；将所述步骤(6)中所得乙酰丙酮铝固体，通过有机 溶剂重结晶，得到高纯度乙酰丙酮铝。
作为本发明的进一步优选技术方案；所述步骤(1)和步骤(2) 中，所述搅拌时间为15min。
作为本发明的进一步优选技术方案；所述步骤(2)和步骤(3) 中，所述萃取剂加入的比例为2:1。
申请人之所以进行在步骤(2)中加入萃取剂更多，是先进行初 步的萃取，在初步的萃取基础上在进行二次萃取，以降低溶液中铁的 含量，同时，在二次萃取的基础上，再重复步骤(3)进行三次萃取， 也是为了降低溶液中铁的含量，以保证制得的酰丙酮铝纯度和白度。
作为本发明的进一步优选技术方案；所述步骤(1)中所用铝盐 为氯化铝或者硫酸铝。
作为本发明的进一步优选技术方案；所述步骤(2)和步骤(3) 中中，所述萃取剂选择甲苯、乙酸乙酯、二氯甲烷、甲基异丁基酮、 乙酰丙酮中的一种。
作为本发明的进一步优选技术方案；所述步骤(5)中，所述碱 液为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、三乙胺、三乙醇胺中的一种。
作为本发明的进一步优选技术方案；所述步骤(7)中所述有机 溶剂为甲醇、乙醇、乙酸乙酯、甲基异丁基酮、丙酮、二氯甲烷、二 氯乙烷。
作为本发明的进一步优选技术方案；所述步骤(2)，所述萃取 剂和所述水溶性铝盐的重量比为2：5。
作为本发明中的进一步优选技术方案；其中，乙酰丙酮和步骤(1) 中纯水的重量比例为1:4。
作为本发明中的进一步优选技术方案；其中，乙酰丙酮和步骤(5) 中当所用铝盐为氯化铝时，加入的乙酰丙酮和氯化铝的重量比例为 125.3:100。
作为本发明中的进一步优选技术方案；其中，乙酰丙酮和步骤(5) 中当所用铝盐为硫酸铝时，加入的乙酰丙酮和氯化铝的重量比例为 45.4:100。
本发明的有益效果是：
通过选用特定的有机溶剂对铝盐溶液进行萃取处理，去除其中的 铁盐杂质，提高乙酰丙酮铝纯度和白度，产品收率较高，质量好。合 成工艺简单，容易操作；并且萃取剂可以回收循环使用，生产成本较 低，收率稳定，大大降低环境污染物排放。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发 明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1；在500ml三口瓶中加入100.0g六水合三氯化铝，再 加入200.0g纯水，充分搅拌溶解。加入乙酰丙酮40.0g，搅拌15min， 静置分层，分出有机层，水层返回反应瓶中。再次加入乙酰丙酮20.0g， 搅拌15min，静置分层，分出有机层，水层返回反应瓶中；重复前步 萃取操作三次，分出水层返回反应瓶中，备用。将以上萃取操作中分 出的有机层合并，重新蒸馏回收乙酰丙酮；萃取后的水层，搅拌条件 下，加入125.3g乙酰丙酮，25-30℃保温搅拌30min，缓慢滴加计量 的碱液，调节至pH至8-9。搅拌反应1h，降温至冷却降温至室温，过滤烘干，得到乙酰丙酮铝结晶性固体125g，收率93.0％。
将上述所得粗品，加入三口烧瓶中，加入1倍量(相对于粗品质 量)的二氯甲烷，加热到40℃，充分溶解后，过滤去除不溶解的杂 质，降温到0-5℃，搅拌2h，过滤得到乙酰丙酮铝精制品，40-50℃ 烘干，得到精制乙酰丙酮铝结晶110.0g，收率：88％，纯度：99.33％； 白度：88(测定设备：WSB-1型白度仪，市售对照品测定值：88)。
实施例2；在500ml三口瓶中加入100.0g六水合三氯化铝，再 加入200.0g纯水，充分搅拌溶解。加入甲基异丁基酮40.0g，搅拌 15min，静置分层，分出有机层，水层返回反应瓶中。再次加入甲基 异丁基酮20.0g，搅拌15min，静置分层，分出有机层，水层返回反 应瓶中；重复前步萃取操作三次，分出水层返回反应瓶中，备用。将 以上萃取操作中分出的有机层合并，重新蒸馏回收甲基异丁基酮；萃 取后的水层，搅拌条件下，加入125.3g乙酰丙酮，25-30℃保温搅拌 30min，缓慢滴加计量的碱液，调节至pH至8-9。搅拌反应1h，降温 至冷却降温至室温，过滤烘干，得到乙酰丙酮铝固体127g，收率95.0％。
将上述所得粗品，加入三口烧瓶中，加入1倍量(相对于粗品质 量)的二氯甲烷，加热到40℃，充分溶解后，过滤去除不溶解的杂 质，降温到0-5℃，搅拌2h，过滤得到乙酰丙酮铝精制品，40-50℃ 烘干，得到精制乙酰丙酮铝结晶115.0g，收率：88％，纯度：99.20％， 白度：89(测定设备：WSB-1型白度仪，市售对照品测定值：88)。
实施例3；在500ml三口瓶中加入100.0g18水合硫酸铝，再加 入200.0g纯水，充分搅拌溶解。加入甲基异丁基酮40.0g，搅拌15min， 静置分层，分出有机层，水层返回反应瓶中。再次加入甲基异丁基酮 20.0g，搅拌15min，静置分层，分出有机层，水层返回反应瓶中；重复前步萃取操作三次，分出水层返回反应瓶中，备用。将以上萃取 操作中分出的有机层合并，重新蒸馏回收甲基异丁基酮；萃取后的水 层，搅拌条件下，加入45.4g乙酰丙酮，25-30℃保温搅拌30min， 缓慢滴加计量的碱液，调节至pH至8-9。搅拌反应1h，降温至冷却 降温至室温，过滤烘干，得到乙酰丙酮铝固体44.7g，收率93.0％。
将上述所得粗品，加入三口烧瓶中，加入1倍量(相对于粗品质 量)的二氯甲烷，加热到40℃，充分溶解后，过滤去除不溶解的杂 质，降温到0-5℃，搅拌2h，过滤得到乙酰丙酮铝精制品，40-50℃ 烘干，得到精制乙酰丙酮铝结晶40.3g，收率：0.90％，纯度：99.43％；白度：92(测定设备：WSB-1型白度仪，市售对照品测定值：88)。
实施例4；在500ml三口瓶中加入100.0g18水合硫酸铝，再加 入200.0g纯水，充分搅拌溶解。加入乙酰丙酮40.0g，搅拌15min， 静置分层，分出有机层，水层返回反应瓶中。再次加入甲基乙酰丙酮 20.0g，搅拌15min，静置分层，分出有机层，水层返回反应瓶中； 重复前步萃取操作三次，分出水层返回反应瓶中，备用。将以上萃取 操作中分出的有机层合并，重新蒸馏回收甲基异丁基酮；萃取后的水 层，搅拌条件下，加入45.4g乙酰丙酮，25-30℃保温搅拌30min， 缓慢滴加计量的碱液，调节至pH至8-9。搅拌反应1h，降温至冷却 降温至室温，过滤烘干，得到乙酰丙酮铝固体44.28g，收率91.0％。
将上述所得粗品，加入三口烧瓶中，加入1倍量(相对于粗品质 量)的二氯甲烷，加热到40℃，充分溶解后，过滤去除不溶解的杂 质，降温到0-5℃，搅拌2h，过滤得到乙酰丙酮铝精制品，40-50℃ 烘干，得到精制乙酰丙酮铝结晶38.52g，收率：0.90％，纯度：99.72％；白度：90(测定设备：WSB-1型白度仪，市售对照品测定值：88)。
实施例5；在500ml三口瓶中加入100.0g的18水合硫酸铝，再 加入200.0g纯水，充分搅拌溶解。加入甲基异丁基酮40.0g，搅拌 15min，静置分层，分出有机层，水层返回反应瓶中。再次加入甲基 异丁基酮20.0g，搅拌15min，静置分层，分出有机层，水层返回反 应瓶中；重复前步萃取操作三次，分出水层返回反应瓶中，备用。将 以上萃取操作中分出的有机层合并，重新蒸馏回收甲基异丁基酮；萃 取后的水层，搅拌条件下，加入45.4g乙酰丙酮，25-30℃保温搅拌 30min，缓慢滴加计量的碱液，调节至pH至8-9。搅拌反应1h，降温 至冷却降温至室温，过滤烘干，得到乙酰丙酮铝固体44.2g，收率 93.0％。
将上述所得粗品，加入三口烧瓶中，加入2.5倍量(相对于粗品 质量)的甲醇，加热到60℃，充分溶解后，过滤去除不溶解的杂质， 降温到0-5℃，搅拌2h，过滤得到乙酰丙酮铝精制品，40-50℃烘干， 得到精制乙酰丙酮铝结晶42.0g，收率：0.95％，纯度：99.56％；白度：89(测定设备：WSB-1型白度仪，市售对照品测定值：88)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在 本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均 应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高性能乙酰丙酮铝的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)混合，将纯水和水溶性铝盐按照预定重量比例混合充分搅拌溶解，得到混合溶液，其中，纯水和水溶性铝盐的重量比为2：1；
(2)一次萃取：在混合溶液中加入萃取剂，搅拌15-18min，静置分层，分出有机层，水层收集起来备用；
(3)二次萃取：再次加入萃取剂，搅拌15-18min，静置分层，分出有机层，水层收集起来备用；
(4)重复：重复上述步骤(3)，数量为3次，分出水层备用；分出有机层合并，集中回收；
(5)搅拌：将步骤(4)中的得到的水层，在搅拌条件下，加入乙酰丙酮，25-30℃保温搅拌30min，缓慢滴加计量的碱液，调节至pH值至8-9，得到混合物；
(6)降温过滤：将混合物搅拌反应1h，降温至室温，过滤，得到乙酰丙酮铝固体；
(7)制成；将所述步骤(6)中所得乙酰丙酮铝固体，通过有机溶剂重结晶，得到高纯度乙酰丙酮铝。
2.根据权利要求1所述的一种高性能乙酰丙酮铝的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)和步骤(2)中，所述搅拌时间为15min。
3.根据权利要求2所述的一种高性能乙酰丙酮铝的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(3)中，所述萃取剂加入的比例为2:1。
4.根据权利要求1所述的一种高性能乙酰丙酮铝的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中所用铝盐为氯化铝或者硫酸铝。
5.根据权利要求1所述的一种高性能乙酰丙酮铝的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(3)中中，所述萃取剂选择甲苯、乙酸乙酯、二氯甲烷、甲基异丁基酮、乙酰丙酮中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种高性能乙酰丙酮铝的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、三乙胺、三乙醇胺中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种高性能乙酰丙酮铝的制备方法，其特征在于，所述步骤(7)中所述有机溶剂为甲醇、乙醇、乙酸乙酯、甲基异丁基酮、丙酮、二氯甲烷、二氯乙烷。
8.根据权利要求1所述的一种高性能乙酰丙酮铝的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)，所述萃取剂和所述水溶性铝盐的重量比为2：5。
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| CN115433339A (zh) * | 2022-09-26 | 2022-12-06 | 上海交通大学 | 乙酰丙酮盐动态交联聚氨酯的制备、回收利用及其共混物的回收利用方法 |
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- 2021-04-14 CN CN202110399999.1A patent/CN113307729A/zh active Pending
Cited By (2)
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