背景技術

甲基丙烯酸酯類按分子結構與應用可分為通用甲基丙烯酸酯和特種甲基丙烯酸酯。其中特種甲基丙烯酸酯產(chǎn)量相對較低，生產(chǎn)規(guī)模相對較小，但是其品種卻很多。在眾多特種甲基丙烯酸酯中，甲基丙烯酸羥基丙酯是一種無色透明液體，具有碳碳雙鍵和羥基兩個官能團，性質極其活波，應用范圍相當廣泛，主要用于制備熱固性甲基丙烯酸涂料、丁苯橡膠乳液改性劑、甲基丙烯酸改性聚酯涂料、纖維整理劑等。

甲基丙烯酸羥基丙酯（HPMA）的制備方法很多，目前在工業(yè)化生產(chǎn)上最常用的是開環(huán)反應法，在反應釜中按一定的烷酸比將環(huán)氧丙烷逐步滴加到甲基丙烯酸中，在催化劑、阻聚劑的共同作用下反應合成甲基丙烯酸羥基丙酯。如本公司原有甲基丙烯酸羥基丙酯的制備工藝如下：將甲基丙烯酸（MAA）泵入反應釜內，然后加入催化劑、阻聚劑，在導熱油加熱至80-85℃，常壓氮氣保護80-90℃條件下滴加環(huán)氧丙烷（PO）進行加成反應（反應時間與投料量有關，投料量越大反應時間越長，如當甲基丙烯酸200kg，其他物料按照比例加入時，反應時間2.5-3.5小時），滴加完成后關閉冷卻水自然升溫，待溫度下降后取樣檢測甲基丙烯酸質量百分數(shù)小于0.5%視為加成反應完畢，反應完畢后泵入蒸餾釜，在導熱油加熱約120--280℃條件下減壓蒸餾冷凝，分離出輕組分和重組分，中間餾分為該產(chǎn)品。CN101914020也公開了一種甲基丙烯酸羥基丙酯的制備方法：將裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管的燒瓶置于水浴上，加入三氧化鐵、對苯二酚及甲基丙烯酸，水浴加熱至80-85℃，在攪拌下于1.5小時通過恒壓滴液漏斗滴入環(huán)氧丙烷,滴加完畢后在80--85℃繼續(xù)反應1小時;然后將反應物轉入克氏蒸餾瓶中,再加入適量對苯二酚進行減壓蒸餾,收集73--77℃的餾份即為成品。。不同廠家的工藝流程基本相同，在選擇催化劑、阻聚劑、反應溫度、時間等工藝參數(shù)略有區(qū)別。

上述制備工藝的主要技術問題是：

1、副反應較多，生成雙酯等雜質，并且雜質含量很難控制。

2、常壓條件下，環(huán)氧丙烷嚴重過量，易形成爆炸性混合氣體，危險性較高。

3、甲基丙烯酸羥基丙酯易聚合，大量聚合物較難處理。

4、有氧條件下，環(huán)氧丙烷易形成混合性爆炸物；無氧條件下，原料和產(chǎn)品易發(fā)生聚合，常壓下難以控制含氧量。

5、甲基丙烯酸受熱后易聚合從而導致爆聚，并釋放大量熱量。

6、簡單蒸餾焦炭殘渣較多，收率低且產(chǎn)生大量廢渣。

針對上述問題，技術人員通過與本行業(yè)內相關人員交流提及只有采用精餾塔進一步提純才可以提高產(chǎn)品含量和降低副反應中雙酯等雜質。對甲基丙烯酸羥乙酯生產(chǎn)過程中易聚合采用高真空降低操作溫度來控制。但采用精餾塔、聚合采用高真空對設備要求高，必然會增加生產(chǎn)成本。

具體實施方式

將200kg甲基丙烯酸泵入反應釜內，然后按配比加入質量分數(shù)為0.5%的乙酸鉻、4.5×10-4的對苯二酚和對羥基苯甲醚，在導熱油加熱至80-85℃，常壓氮氣保護80-100℃條件下滴加環(huán)氧丙烷進行加成反應約3個小時，環(huán)氧丙烷與甲基丙烯酸摩爾比為1.08：1滴加完成后關閉冷卻水自然升溫，待溫度下降后取樣檢測甲基丙烯酸質量百分數(shù)小于0.5%視為加成反應完畢，反應完畢后泵入蒸餾釜，在導熱油加熱約120--280℃條件下減壓蒸餾冷凝，分離出輕組分和重組分，中間餾分為該產(chǎn)品。

采用氣相色譜法分析產(chǎn)品成分，氣相色譜條件：毛細管色譜柱（SE-54），柱溫170℃，進樣口溫度230℃，氣化室溫度：230℃，氫火焰離子化檢測器（FID）溫度：230℃，進樣量：0.2μl，載氣N2、載氣壓力0.06Mpa、分流比1:30.

所得色譜圖見附圖1，采用面積歸一化法分析結果見表1：其中保留時間為2.882min的是主成分甲基丙烯酸羥基丙酯的色譜峰，含量為95.18%；4.732min的是雙酯峰，含量為1.15%。