UV光固化涂料單體的清潔生產(chǎn)工藝.pdf

1、目前，我國(guó)涂料年產(chǎn)量居美國(guó)、日本之后，成為世界第三大涂料生產(chǎn)國(guó)。涂料行業(yè)已經(jīng)成為化工的重要組成部份，同時(shí)也成為了“污染大戶(hù)”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(guò)程中由于普遍使用水洗工藝來(lái)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(duì)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(shí)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(shí)從源頭

2、上解決廢水排放的問(wèn)題。試驗(yàn)通過(guò)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(shí)間：第一步反應(yīng)在兩小時(shí)左右為宜，第二步反應(yīng)在一個(gè)半小時(shí)為宜。 羥基丙烯酸酯改性氨基樹(shù)脂是一種性能優(yōu)異的成膜樹(shù)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(shù)脂。然而現(xiàn)

3、有氨基樹(shù)脂仍然含有0.5％的游離甲醛。會(huì)對(duì)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(wú)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(guò)程中游離甲醛對(duì)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(shí)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(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，開(kāi)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(guò)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(lái)，不會(huì)像傳統(tǒng)的稀釋劑進(jìn)入空氣中；同時(shí)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(duì)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(duì)甲苯磺酸)用量為2g/(mol甘油)；阻聚劑(2，6-叔丁基對(duì)甲酚)用量為1％(丙烯酸羥乙酯)；總反應(yīng)時(shí)間約3小時(shí)。 UV涂料是由有機(jī)化合物構(gòu)成，它和其它化合物一樣對(duì)人體會(huì)有毒性(對(duì)皮膚的刺激性)，尤其是在生產(chǎn)過(guò)程中及涂

6、裝的施工過(guò)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(duì)皮膚有輕微的刺激性而造成了生產(chǎn)及施工過(guò)程中的困難。如果能夠開(kāi)發(fā)一種新的化合物在在具有上述優(yōu)異功能的同時(shí)又沒(méi)有刺激性，將會(huì)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(duì)于皮膚沒(méi)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)