富马酸制造对苯型锚固剂专用不饱和聚酯树脂的合成及性能
富马酸制造对苯型锚固剂专用不饱和聚酯
树脂的合成及性能
堂塞壁图
富马酸制造对苯型锚固剂专用不饱和聚酯树脂的合成及性能
李强(安徽淮河化工股份有限公司)
摘要:原材料选择了成本低廉的对苯二甲酸下脚料和宫马酸,与通用邻
苯型相比,富马酸代替马来酐所得的不饱和树脂的产品耐化学性及高温机械
性都得到改进,用于树脂锚固剂生产时,力学性能好,添加填料多.
关键词:富马酸对苯型不饱和聚酯工艺
0引言
对苯二甲酸是涤纶工业的重要原料,在生产对苯二甲酸的过程
中,会产生一定数量的废料即PTA废渣,目前邻苯二甲酸的市场价
格为10000元,在树脂的原料成本中约占20%,而PTA废渣的价格
仅为4000元,可以在不饱和树脂生产中代替价格昂贵的邻苯二甲
酸,可大幅度降低树脂的生产成本,而且废物利用,减轻了环境负担.
对苯型不饱和聚酯树脂由具有线形结构的对苯二甲酸替代邻苯
二甲酸,其羧基处于苯环的对位上,相互作用小,化学性质比较稳定,
所以
现出较好的耐化学腐蚀性能:其耐化学腐蚀性和耐热性尤为
突出,超过间苯型不饱和聚酯树脂,更是邻苯型不饱和聚酯树脂所不
能比拟的.但是,正因为对苯二甲酸的羧基处于苯环的对位上,相互
作用小,化学性质比较稳定,所以与二元醇的反应活性很差,需要高
温,加压,催化作用等条件才能反应.
1实验
1.1原材料
对苯二甲酸下脚料,富马酸,二元醇,苯乙烯,催化剂以及其他助
剂,以上原料均为工业级.
1.2仪器
三口瓶,搅拌器,电热套,温度计,冷凝器,真空泵.
1.3合成方法
1.3.1工艺流程:
1.3.2实验步骤:
采用熔融缩聚法.按配比将对苯二甲酸,二元醇和催化剂投入反
应器中,进行酯化反应,反应温度控制在230—240?,当酸值达到
10?2mgKOH/g值时结束反应.
降温至140?,按配比将富马酸和二元醇加入反应器中,继续进
行酯化反应,反应温度控制在230—240?,当酸值达到454-2mg
KOH/g时,抽真空减压蒸馏,当酸值为35?2mgKOH/g时值时结束
反应.
降温至侣0?,加入阻聚剂
继续降温至120?,加入苯乙烯进行稀释.
降温至5O?,即可出料.
1.4产品性能
表1产品质量指标
项目单位测试数据检验标准
外观褐色浑浊粘稠液体
酸值mgKOH/g19GB2895—89
固体含量%71GB7193.3—87
凝胶时间(25?)min9GB7193.6—87
储存稳定性(80?)h>30GB7193.5—87
2分析与讨论
2.1催化剂的选择
相关资料表明,锑系催化剂,钛系催化剂和锡系催化剂是酯化反
应的有效催化剂,其中较好的有乙二醇锑,辛酸亚锡,钛酸四丁酯,我
们选用相同摩尔比的PTA和乙二醇及相同的反应温度,使用三种不
同的催化剂进行对比实验,经综合考虑,我们选用4样复合催化剂.
2l2反应温度的确定
PTA的熔点高,在各种醇中的溶解度低,反应物呈悬浮状态,
PTA与醇之间的酯化反应或是固液非均相反应或是微溶的PTA与
醇之间的均相反应,PTA的两个羧基处于对位,酯化活性低,反应速
率较小,提高反应温度是加快反应的一种手段.
高温可以使反应更快达到平衡,加快反应速度,减少反应时间,
同时有利于相对分子质量的增长和排出反应中生成的副产物.
2.3富马酸代型对苯树脂与普通对苯及邻苯树脂的性能比较
聚酯树脂的性能对比见表2
表2树脂的性能对比
(富马酸对苯树脂为1释树脂,普通对苯树脂为2#树脂,邻苯树
脂为3拌树脂,以下相同)
可以看出,1}}树脂的各项性能全面地超过3#树脂,与2}}树脂
在性能上相当.
由此可见1#,2#树脂制成锚围剂的性能与3#树脂锚固剂相差
不大,凝胶固化时间,预促进热稳定性好,强度比3样树脂锚固剂的
高.具有较多填料添加量,1样,2#树脂配制的胶泥稠度明显大于3#
树脂配制的胶泥稠度,这样在锚固剂生产线上胶泥有利于管道输送,
提高生产效率,降低成本.
1井,2挣树脂在性能相似的情况下,1#更具有价格优势,它的成
本更低廉,所以1}}树脂从性价比各方面都是最佳选择.
3结论
3.1实验研究获得富马酸代马来酐对苯型树脂合成的优化工
艺:将PTA,催化剂和二元醇加入反应器中,在230—240?的条件下
进行酯化反应,当反应物的酸值8?2mgKOH/g,降温至14O?,加
入富马酸和二元醇,继续进行酯化反应,当酸值达到454-
2mgKOH/g时,继续升温到230—240oC,并抽真空直至反应完全.
3_2富马酸与对苯二甲酸下脚料价格低廉,所得的不饱和树脂
的产品均匀性,耐化学性及高温机械性都得到了改进,此不饱和聚酯
树脂的生产成本比其它型树脂的生产成本低廉.而且具有凝胶时间
短,预促进热稳定性好,强度高,贮存期长,具有较高的石粉添加量,
其胶泥稠度较大,有利于胶泥的管道输送,提高生产效率,降低生产
成本等特性,适合做锚固剂专用树脂.
参考文献:
【1】云会霞,木孝达.对苯二甲酸型耐热树脂的研制与性能初探.热固性
树树,2001,16(4):12—13.
【2】周菊兴,董永棋.不饱和聚醋树脂生产及应用IM】.北京:化学工业出版
社.2000.215—216.
【3】刘正平.DCPD和PET合成不饱和聚醋的研究【J1.塑科工业,2002.30
(2):8—12.
【4】黄发荣,焦扬声,郑安?内.不饱和聚酯树脂.北京:化学工业出版社,
2001.7~8.
(上接第313页)
参考文献:【4】金钦汉.分析仪器的发展趋势和几种有价值的分析仪器新技术【J].现
I1l张华.原子吸收仪应用新技术分析.黑龙江科技信息.2009(3).代科
学仪器.2006(04).
【2l丛海辉.原子吸收仪技术分析与探讨IJ】.科技创新导报.2010(20).【5】赵泰.连续光源原---7-~收光谱仪——划时代的技术革命【J].
现代科学
【3】韩佳.浅谈原子吸收仪最佳分析条件的选择【J】l辽宁城乡环境科技.2007,2(1).仪器.2005(01).
314