[发明专利]一种β-羟烷基酰胺的制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于粉末涂料固化剂，尤其是涉及一种β-羟烷基酰胺的制备工艺。

背景技术

N，N，N’，N’，-四(β-羟乙基)己二酰胺(简称HAA)是一种四官能度的低毒性户外粉末涂料固化剂，适用于含有羧基和酸酐聚酯粉末涂料的固化。固化后的涂膜具有良好的稳定性能和物理性能，如抗腐蚀性、抗冲击、耐溶剂和户外耐久性等。HAA是一种比传统耐候性粉末涂料专用固化剂异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)毒性更小的新型固化剂，具有高效、经济和环保等优点，而且固化温度低、贮藏性能好。由于TGIC有较强的毒性，对环境和人体健康都有一定的影响，随着经济的发展，世界许多国家和地区对职业健康意识越来越强，使得HAA具有更大的发展空间和应用前景。

国内虽有多家HAA的生产厂商，但都是采用传统的碱催化下一步法生产，该方法制得的产品中副产物含量高，产品纯度低，导致在制成耐候性粉末涂料后，涂膜性能不佳，影响了粉末涂料的固化性能及表面性能。罗姆和哈斯公司的美国专利US5,101,073(1992年)及中国专利公开号CN1075713A(1993年)公开了一种通过控制反应温度下羟酸烷基酯与烷醇反应，除去醇类副反应，控制反应混合物温度以形成浆状物，保持浆状物和回收固态羟酰基来完成，从而无需溶剂结晶即可获得较高纯度的β-羟烷基酰胺产物。但是，其制备的β-羟烷基酰胺目标产物熔点较低。中国专利申请(公开号CN101704762A)公开了一种β-羟烷基酰胺的生产工艺，是以羧酸烷基酯和过量的β-烷醇胺为原料，在加热搅拌下经胺解反应后，加入挥发性酸破坏碱性催化剂，进一步升温并采用惰性气体鼓泡吹扫结合减压蒸馏工艺不断除去副产物和未反应的β-烷醇胺，然后经放料、冷却、粉碎后直接获得高纯度的β-羟烷基酰胺粉末产品。以惰性气体鼓泡吹扫结合减压蒸馏工艺代替传统的有机溶剂对产物进行纯化，避免了结晶溶剂的耗损及对环境的污染，得到较高纯度的β-羟烷基酰胺(95％)。另外有报道采用甲醇、丙酮等有机溶剂结晶工艺实现了目标产物的纯化，由于结晶溶剂的不同增加了溶剂消耗和后处理步骤，而且未反应的烷醇胺会以杂质形式在结晶过程中与β-羟烷基酰胺产物共沉淀，导致产物纯度的降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种β-羟烷基酰胺的制备工艺，进一步解决β-羟烷基酰胺的合成和纯化问题。能够有效提产品的纯度，最大限度的抑制副反应的发生，选用合适的混合结晶溶剂，提高产品的收率且HAA产品纯度提高到99％以上，各项质量指标满足了高品质粉末涂料的需求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种β-羟烷基酰胺的制备工艺，它包括如下步骤：

(1)合成步骤

(a)将二乙醇胺和碱性催化剂按比例投入反应釜内，抽出釜内的气体至釜内压强达0.005-0.01MPa后，加热控温在50-80℃(优选60-70℃)；

(b)在3小时内滴加己二酸二甲酯，并不断搅拌进行氨解反应，同时持续蒸出反应过程中放出的醇；

(c)己二酸二甲酯滴加完毕后，随后反应釜加热到高温段105～120℃，反应2-4h；之后再降低温度至75～95℃(优选80～90℃)反应0.5-2h，使产品保持在一定的黏稠度下。产品黏度在800-1000CPS；

(d)反应结束后，粗产品再经过结晶、离心和干燥工艺后处理既得产品HAA。

上述原材料摩尔配比是己二酸二甲酯∶二乙醇胺＝1∶1.8～4(优选1∶1.9～2.5)、所述的碱性催化剂选自：NaOH、KOH、CH₃ONa、CH₃ONa/NaOH中一种；碱性催化剂用量是己二酸二甲酯重量的2-6％。结晶步骤中的结晶溶剂有单一溶剂甲醇、丙酮，本发明采用混合溶剂甲醇/乙酸乙酯，甲醇∶乙酸乙酯重量比是1∶2～9(优选1∶4～6)。溶剂加入量为HAA产品重量的1.5～4倍。

(2)反应式