UV光固化涂料單體的清潔生產(chǎn)工藝.pdf

1、目前，我國涂料年產(chǎn)量居美國、日本之后，成為世界第三大涂料生產(chǎn)國。涂料行業(yè)已經(jīng)成為化工的重要組成部份，同時也成為了“污染大戶”而受到人們的關(guān)注。本文試圖從清潔生產(chǎn)的角度探索出一條解決的辦法。 傳統(tǒng)涂料單體生產(chǎn)過程中由于普遍使用水洗工藝來提純產(chǎn)品，導(dǎo)致大量含很高COD的廢水產(chǎn)生，而這部分對環(huán)境造成影響的COD恰恰是價(jià)格昂貴產(chǎn)品。如果能夠改進(jìn)工藝在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時不使用或者減少水洗工藝，將可以在提高產(chǎn)品收率、降低產(chǎn)品價(jià)格的同時從源頭

2、上解決廢水排放的問題。試驗(yàn)通過改進(jìn)PDDA和丙烯酸縮水甘油酯的合成方法驗(yàn)證了這一思路的可行性。并得出了最佳工藝條件：(1)配料比：鄰苯二甲酸酐∶二甘醇∶丙烯酸=0.5∶1∶1～1.05；(2)催化劑用量：生成每摩爾酯基加15～20克(3)反應(yīng)時間：第一步反應(yīng)在兩小時左右為宜，第二步反應(yīng)在一個半小時為宜。 羥基丙烯酸酯改性氨基樹脂是一種性能優(yōu)異的成膜樹脂。主要用于紫外光固化涂料和油墨的生產(chǎn)，已成為UV固化涂料的主要成膜樹脂。然而現(xiàn)

3、有氨基樹脂仍然含有0.5％的游離甲醛。會對操作人員的眼睛及上呼吸道產(chǎn)生刺激，嚴(yán)重影響生產(chǎn)人員的身體健康。研究采用亞硫酸氫鈉飽和溶液在中性條件下與游離甲醛生成穩(wěn)定的加成物，在無水條件下，成為結(jié)晶沉淀被分離。最終產(chǎn)品中的游離甲醛含量可以低于0.05％，有效地解決了在UV涂料施工過程中游離甲醛對人體和環(huán)境的影響。 UV涂料的粘度高造成施工困難一直是制約其推廣的因素之一。如果加入傳統(tǒng)的稀釋劑雖然可以達(dá)到降低涂料粘度的目的，但同時也產(chǎn)生了

4、涂料在固化進(jìn)程中稀釋劑氣化進(jìn)入大氣的問題。為了解決這些問題，開發(fā)一種即能成膜又有較低粘度能作為稀釋劑的化合物成為當(dāng)務(wù)之急。羥基丙烯酸酯醚化甘油環(huán)縮甲醛便是這樣一種新型的化合物，由于它的分子中含有碳碳不飽和雙鍵，在涂料固化過程中能夠和其它的成膜物質(zhì)形成新的共價(jià)鍵，而將該化合物分子固化下來，不會像傳統(tǒng)的稀釋劑進(jìn)入空氣中；同時在常溫下該化合物具有較小的粘度是一種很好的稀釋劑與成膜物質(zhì)混合后能保證涂料的正常施工；另外由于該化合物含有游離的羥基而

5、使其具有良好的附著力。在實(shí)驗(yàn)室我們合成了羥基丙烯酸酯醚化甘油環(huán)縮甲醛后對其最佳的工藝條件進(jìn)行了探索。并得到了最佳工藝條件：配料比為甘油∶甲醛∶丁醇∶環(huán)已烷∶丙烯酸羥乙酯=1.0∶1.0∶1.2∶3.0；催化劑(對甲苯磺酸)用量為2g/(mol甘油)；阻聚劑(2，6-叔丁基對甲酚)用量為1％(丙烯酸羥乙酯)；總反應(yīng)時間約3小時。 UV涂料是由有機(jī)化合物構(gòu)成，它和其它化合物一樣對人體會有毒性(對皮膚的刺激性)，尤其是在生產(chǎn)過程中及涂

6、裝的施工過程中。丙烯酸羥乙酯就是這樣一種物質(zhì)，它具有粘度小、價(jià)格較低、可以成膜等優(yōu)良的性能。但由于其對皮膚有輕微的刺激性而造成了生產(chǎn)及施工過程中的困難。如果能夠開發(fā)一種新的化合物在在具有上述優(yōu)異功能的同時又沒有刺激性，將會是有意義的。丙烯酸羥氯丙酯就是這樣的一種化合物，它由于對于皮膚沒有任何刺激而更為安全，更容易被大家接受。實(shí)驗(yàn)得到的最佳工藝條件為：丙烯酸與環(huán)氧氯丙烷配比1∶1.04；催化劑為三苯基磷，用量為6‰(投料總質(zhì)量)；最佳反應(yīng)