一种β-羟烷基酰胺的生产工艺

摘要

本发明公开了一种β‑羟烷基酰胺的生产工艺，在反应结束后通过加入磷酸或亚磷酸除去了残留在产物中的催化剂、烷醇胺等碱性成分，或进一步使产物中的部分羟基酯化。本发明生产的羟烷基酰胺碱性杂质少，或进一步含有磷酸或亚磷酸酯类产物，可以提高其作为粉末涂料固化剂的耐候、耐黄变等应用性能。

权利要求

1.一种β-羟烷基酰胺的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将β-烷醇胺和碱性催化剂投入反应釜内，在惰性气体的保护下加热至80—150℃，抽出釜内的气体至釜内压强达0.03—0.05MPa后，在1—3 小时内滴加羧酸烷基酯，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；

（2）羧酸烷基酯滴毕，继续在0.03—0.05MPa下保温氨解反应0.5—2 小时后，调节釜内压强为常压，向反应混合物中加入磷酸的水溶液，充分搅拌混合；其中，所述的磷酸的最少量为其氢离子与碱性催化剂中氢氧根离子的摩尔比为1:1—1.2，所述的磷酸的最大量为其羟基与β-烷醇胺中羟基的摩尔比为1:8，所述的磷酸的水溶液浓度为20-50%（w/w）；

（3）将反应体系升温至150—200℃并保温，通过反应釜底部的气体分散装置向反应体系中充入压力不低于0.1MPa 的惰性气体进行鼓泡吹扫，持续充气2—10min后停止充气，减压蒸馏至釜压低于0.005MPa 并继续抽真空5—20min，然后停止抽真空，然后再充入惰性气体进行鼓泡吹扫，停止充气进行减压蒸馏，如此交替间隔进行充气和减压蒸馏2—5 次，直至无液体物质蒸出为止；

(4) 将蒸出液体物质后剩余的反应产物冷却至80—100℃，放料，然后冷却、粉碎，即得白色粉末状产品。

2.根据权利要求1 所述的β- 羟烷基酰胺的生产工艺，其特征在于：所述的羧酸烷基酯和β-烷醇胺的摩尔比为1:2—2.1，所述的羧酸烷基酯和碱性催化剂的质量比为1:

0.00001—0.05。

说明书

一种β-羟烷基酰胺的生产工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及化学合成领域，具体是一种β-羟烷基酰胺的生产工艺。

背景技术

[0002] 美国专利US 4,076,917和US 4，727,111公开了以羧酸烷基酯和β-烷醇胺在碱性催化剂条件下合成β-羟烷基酰胺固化剂的方法，并采用了甲醇、丙酮等有机溶剂结晶工艺实现了目标产物的纯化。US 0,055,595 A1则报道了一种羟烷基芳酰胺的制备方法，该方法是以苯、甲苯等有机溶剂作为反应介质，使反应物在其中氨解转化，同时结晶析出产物。这些现有的生产工艺中必须使用一定量的结晶溶剂，不仅增加了溶剂消耗和后处理步骤，而且结晶溶剂的挥发会造成环境污染。

[0003] 美国专利US5,101,073公布了无溶剂於浆沉降工艺进行纯化固体羟烷基酰胺产物，该工艺是利用在保持一定温度条件下使羟烷基酰胺产物不断从反应体系於浆中沉降，促使反应向获得目标产物的方向进行，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。但是当制备的β羟烷基酰胺目标产物熔点较低，不能从熔融体系中沉降出来时，於浆沉降法则无法奏效。此外，由于於浆沉降法收集了反应体系中所有的物料，因此制得的目标产物中，不可避免的存在碱性催化剂和未反应完全的烷醇胺等碱性杂质。此类杂质严重影响了目标产物在粉末涂料体系中应用性能，如耐黄变性和耐候性恶化等。

发明内容

[0004] 为解决上述问题,本发明公开了一种可增强粉末涂料固化剂耐黄变性能的β-羟烷基酰胺的生产工艺，除去了残留在产物中的催化剂、烷醇胺等碱性成分，或进一步使产物中的部分羟基酯化，增强了产物的耐黄变性及耐候性等应用性能。

[0005] 一种β-羟烷基酰胺的生产工艺，包括以下步骤：

[0006] （1）将β-烷醇胺和碱性催化剂投入反应釜内，在惰性气体的保护下加热至80—150℃，抽出釜内的气体至釜内压强达0.03—0.05MPa后，在1—3小时内滴加羧酸烷基酯，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；

[0007] （2）羧酸烷基酯滴毕，继续在0.03—0.05MPa下保温氨解反应0.5—2小时后，调节釜内压强为常压，向反应混合物中加入磷酸或亚磷酸的水溶液，充分搅拌混合；

[0008] （3）将反应体系升温至150—200℃并保温，通过反应釜底部的气体分散装置向反应体系中充入压力不低于0.1MPa的惰性气体进行鼓泡吹扫，持续充气2—10min后停止充气，减压蒸馏至釜压低于0.005MPa并继续抽真空5—20min，然后停止抽真空，然后再充入惰性气体进行鼓泡吹扫，停止充气进行减压蒸馏，如此交替间隔进行充气和减压蒸馏2—5次，直至无液体物质蒸出为止；

[0009] （4）将蒸出液体物质后剩余的反应产物冷却至80—100℃，放料，然后冷却、粉碎，即得白色粉末状产品。

[0010] 所述的羧酸烷基酯和β-烷醇胺的摩尔比为1:2—2.1，所述的羧酸烷基酯和碱性催化剂的质量比为1:0.00001—0.05，所述的磷酸或亚磷酸最少量为其氢离子与碱性催化剂中氢氧根离子的摩尔比1:1—1.2，所述的磷酸或亚磷酸最大量为其羟基与β-烷醇胺中羟基的摩尔比为1:8。所述的磷酸或亚磷酸的水溶液浓度为20-50%（w/w）。

[0011] 本发明通过加入磷酸或亚磷酸消除反应后残留的碱性催化剂，大大减少了后续纯化步骤中副反应的发生，同时加入的磷酸或亚磷酸能部分酯化β-羟烷基酰胺，其作为粉末涂料固化剂的耐候、耐黄变等性能显著提高。

具体实施方式

[0012] 根据本发明，一种β羟烷基酰胺的生产工艺，可以通过下面的实施例进行描述，但不限于下面的实施例。

[0013] 实施例1

[0014] 将210.0g（2mol）二乙醇胺和2.8g甲醇钠混合物投入底部有气体分散装置的反应釜中，在氮气保护下加热至130℃。抽出釜内气体至釜内压强达0.05MPa后，在2h内滴加174.0g（1mol）己二酸二甲酯，不断搅拌反应，并同步蒸出反应过程中放出的甲醇。再经过2h反应后，向反应混合物中加入90.5g20％磷酸水溶液，充分搅拌混合后将反应体系升温至
200℃并保温，通过反应釜底部的气体分散装置以0.5MPa压力持续5min向反应体系中充入氮气鼓泡并不断搅拌，继而停止通氮，减压蒸出液体物质至釜压达0.003MPa并继续抽真空
15min，停止抽真空再按前述方法充入氮气3min，然后停止充气再进行减压蒸馏，如此反复操作3次，再无液体物质蒸出，将反应体系冷却至90℃，放料，进一步冷却后粉碎，获得白色自由流动状产品329g。

[0015] 对比实施例

[0016] 将210.0g（2mol）二乙醇胺和2.8g甲醇钠混合物投入底部有气体分散装置的反应釜中，在氮气保护下加热至130℃。抽出釜内气体至釜内压强达0.05MPa后，在2h内滴加174.0g（1mol）己二酸二甲酯，不断搅拌反应，并同步蒸出反应过程中放出的甲醇。再经过2h反应后，向反应混合物中加入3.0g醋酸，充分搅拌混合后将反应体系升温至200℃并保温，通过反应釜底部的气体分散装置以0.5MPa压力持续5min向反应体系中充入氮气鼓泡并不断搅拌，继而停止通氮，减压蒸出液体物质至釜压达0.003MPa并继续抽真空15min，停止抽真空再按前述方法充入氮气3min，然后停止充气再进行减压蒸馏，如此反复操作3次，再无液体物质蒸出，将反应体系冷却至90℃，放料，进一步冷却后粉碎，获得白色自由流动状产品324g。

[0017] 实施例2

[0018] 将210.0g（2.0mol）二乙醇胺和2.8g甲醇钠混合物投入底部有气体分散装置的反应釜中，在氮气保护下加热至130℃。抽出釜内气体至釜内压强达0.05MPa后，在2h内滴加174.0g（1mol）己二酸二甲酯，不断搅拌反应，并同步蒸出反应过程中放出的甲醇。再经过2h反应后，向反应混合物中加入8g20％磷酸水溶液，充分搅拌混合后将反应体系升温至200℃并保温，通过反应釜底部的气体分散装置以0.5MPa压力持续5min向反应体系中充入氮气鼓泡并不断搅拌，继而停止通氮，减压蒸出液体物质至釜压达0.003MPa并继续抽真空15min，停止抽真空再按前述方法充入氮气3min，然后停止充气再进行减压蒸馏，如此反复操作3次，再无液体物质蒸出，将反应体系冷却至90℃，放料，进一步冷却后粉碎，获得白色自由流动状产品323g。

[0019] 实施例3

[0020] 将210.0g（2.0mol）二乙醇胺和2.8g甲醇钠混合物投入底部有气体分散装置的反应釜中，在氮气保护下加热至130℃。抽出釜内气体至釜内压强达0.05MPa后，在2h内滴加174.0g（1mol）己二酸二甲酯，不断搅拌反应，并同步蒸出反应过程中放出的甲醇。再经过2h反应后，向反应混合物中加入113g20％亚磷酸水溶液，充分搅拌混合后将反应体系升温至
200℃并保温，通过反应釜底部的气体分散装置以0.5MPa压力持续5min向反应体系中充入氮气鼓泡并不断搅拌，继而停止通氮，减压蒸出液体物质至釜压达0.003MPa并继续抽真空
15min，停止抽真空再按前述方法充入氮气3min，然后停止充气再进行减压蒸馏，如此反复操作3次，再无液体物质蒸出，将反应体系冷却至90℃，放料，进一步冷却后粉碎，获得白色自由流动状产品336g。

[0021] 实施例4

[0022] 将210.0g（2.0mol）二乙醇胺和2.8g甲醇钠混合物投入底部有气体分散装置的反应釜中，在氮气保护下加热至130℃。抽出釜内气体至釜内压强达0.05MPa后，在2h内滴加174.0g（1mol）丁二酸二甲酯，不断搅拌反应，并同步蒸出反应过程中放出的甲醇。再经过2h反应后，向反应混合物中加入10.5g20％亚磷酸水溶液，充分搅拌混合后将反应体系升温至
200℃并保温，通过反应釜底部的气体分散装置以0.5MPa压力持续5min向反应体系中充入氮气鼓泡并不断搅拌，继而停止通氮，减压蒸出液体物质至釜压达0.003MPa并继续抽真空
15min，停止抽真空再按前述方法充入氮气3min，然后停止充气再进行减压蒸馏，如此反复操作3次，再无液体物质蒸出，将反应体系冷却至90℃，放料，进一步冷却后粉碎，获得白色自由流动状产品324g。

[0023] 将表1中各个成分在3000rmp/2分钟的高强度混合机中混合，然后在ZS—30 型实验室用双螺杆挤出机中熔融混炼挤出，温度为110℃。挤出物冷却，咖啡磨粉碎，过160 目筛。得到的粉末涂料用静电喷涂的方式喷涂在Q-Panel 样板上，各样品分别喷涂80±5μm 厚度的样板；喷涂后的样板分别在190℃、15分钟，220℃、20分钟，230℃、30分钟条件下烘烤形成涂膜。采用BYK-色彩精灵CC-6807型色差计分别测试以上涂膜的△b和△E值。另取190℃、15分钟烘烤形成的涂膜样板，测冲击、流平和QUV-B（500小时）保光率。结果详见表1。

[0024] 比较过烘烤稳定性方法

[0025] 过烘烤稳定性系数△b、△E数值越小，粉末涂料固化剂的耐候性、耐黄变性及综合性能越强；通过对实验中各配方在不同烘烤温度、时间后得出的过烘烤稳定性系数△b、△E的比较，本发明所得产品的耐候性、耐黄变性明显强于原产品。

[0026] 表1