[发明专利]2,2,4-三甲基-3羟基戊酸甲酯的制备方法、钢结构用水性工业漆及其制备方法

说明书

本发明涉及有机化合物合成及应用技术领域，具体涉及一种2,2,4‑三甲基‑3羟基戊酸甲酯的制备方法、钢结构用水性工业漆及其制备方法。本发明的2,2,4‑三甲基‑3羟基戊酸甲酯的制备方法，包括以下步骤：1)异丁醛在碱性催化剂作用下发生羟醛缩合反应，生成2,2,4‑三甲基‑3‑羟基戊醛；将上述得到的2,2,4‑三甲基‑3‑羟基戊醛与H₂O₂发生氧化反应得到2,2,4‑三甲基‑3羟基戊酸；²)将步骤1)制得的2,2,4‑三甲基‑3羟基戊酸和甲醇在强酸催化剂作用下反应得到2,2,4‑三甲基‑3羟基戊酸甲酯。本发明的2,2,4‑三甲基‑3羟基戊酸甲酯的制备方法，反应产物单一，无需进行多步分离，操作简单，同时本发明还提供了一种含有上述2,2,4‑三甲基‑3羟基戊酸甲酯的钢结构用水性工业漆及其制备方法。

技术领域

本发明涉及有机化合物合成及应用技术领域，具体涉及一种2,2,4-三甲基-3羟基戊酸甲酯的制备方法、含有2,2,4-三甲基-3羟基戊酸甲酯的钢结构用水性工业漆及其制备方法。

背景技术

钢铁是现代建筑中重要的结构材料，许多大型会展中心、体育场馆、机场航站楼以及电视塔等，都采用了钢结构作为主要的结构形式，钢结构建筑的涂装设计中主要采用钢结构用水性工业漆进行防腐；然而现有钢结构用水性工业漆中采用的成膜助剂主要是十二碳醇酯(2，2，4-三甲基-1，3戊二醇-单异丁酸酯)和苯甲醇、乙二醇丁醚的组合物，其中十二碳醇酯主要起成膜作用，而苯甲醇和乙二醇丁醚主要起帮助挥发的作用，这主要是由于十二碳醇酯挥发速度相对较慢，需要通过苯甲醇和乙二醇丁醚提高挥发速度，但由于苯甲醇和乙二醇丁醚味道相对较大，成膜效率较低，这就导致钢结构用水性工业漆味道相对较大，VOC含量高，因此需要开发一种VOC含量低、成膜效率高、挥发速度较快的成膜助剂，同时需要开发一种含有该成膜助剂的钢结构用水性工业漆。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效成膜助剂2,2,4-三甲基-3羟基戊酸甲酯的制备方法、含有2,2,4-三甲基-3羟基戊酸甲酯的钢结构用水性工业漆及其制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是:

一种2,2,4-三甲基-3羟基戊酸甲酯的制备方法，包括以下步骤：

1)制备2,2,4-三甲基-3羟基戊酸

异丁醛在碱性催化剂作用下发生羟醛缩合反应，生成2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛，反应式如下：

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将上述得到的2,2,4-三甲基-3-羟基戊醛与H₂O₂发生氧化反应得到2,2,4-三甲基-3羟基戊酸，反应式如下：

2)制备2,2,4-三甲基-3羟基戊酸甲酯

将步骤1)制得的2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和甲醇在强酸催化剂作用下反应得到2,2,4-三甲基-3羟基戊酸甲酯，反应式如下：

所述步骤1)中，所述碱性催化剂为NaOH,KOH,Ca(OH)2,BA(OH)2以及LiOH中的任意一种或两种，所述异丁醛与所述碱性催化剂的质量比为100:1～3。

所述步骤2)中，所述强酸催化剂为硫酸、盐酸或对甲苯磺酸中的任意一种。

所述步骤2)中，所述强酸催化剂的用量是所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和甲醇总重量的0.2～0.5％，2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和甲醇的质量比为1000：200～400。

所述步骤2)中，所述2,2,4-三甲基-3羟基戊酸和甲醇的酯化反应温度为50℃～145℃，酯化反应时间为10～30小时。