[发明专利]一种环保型乙酸酯类涂料成膜助剂及其生产工艺系统和应用

说明书

本发明公开了一种环保型乙酸酯类涂料成膜助剂，以乙酸四氢‑2‑呋喃甲酯作为主要成分，以乙酸和四氢糠醇作为原料在酸性催化剂下进行酯化反应并经过提纯所得。其生产工艺系统包括反应段、脱酸精馏段、脱水回收段、脱醇精馏段本发明的环保型乙酸酯类涂料成膜助剂及其生产工艺系统和应用具有工艺简单、材料来源广泛、纯度高、成本低的特点。

技术领域

本发明涉及成膜助剂技术领域，具体是指一种环保型乙酸酯类涂料成膜助剂及其生产工艺系统和应用。

背景技术

随着社会进步，产品的升级换代，涂料业中的溶剂型产品市场已经不可持续发展。世界范围，特别是中国收紧环保政策，中国对V℃治理更是前所未有。

涂料水性化的和环保可持续发展的背景下，对于涂料的添加剂有越发多的要求，实用性的水性化涂涂料目前还是很难达到完全零V℃，这要求在配方中加入少量的成膜助剂。目前主流的成膜助剂为十二碳醇酯、乙二醇醚酯类、丙二醇醚酯类产品，其各有优缺点，它们基本是石油化工原料生产链中的一员，可持续发展性差，乙二醇类产品具有较高的生物毒性，十二碳醇酯原料异丁醛气味刺激。

发明内容

本发明的目的是提供一种环保型乙酸酯类涂料成膜助剂及其生产工艺系统和应用，具有工艺简单、材料来源广泛、纯度高、成本低的特点。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种环保型乙酸酯类涂料成膜助剂，以乙酸四氢-2-呋喃甲酯作为主要成分，乙酸四氢-2-呋喃甲酯结构为：

。

进一步地，乙酸四氢-2-呋喃甲酯以乙酸和四氢糠醇作为原料在酸性催化剂下进行酯化反应并经过提纯所得。

本发明的另外一个方面，在于保护上述环保型乙酸酯类涂料成膜助剂的生产工艺系统，包括反应段、脱酸精馏段、脱水回收段、脱醇精馏段；

反应段包括反应釜，反应釜顶连接脱酸精馏段；

脱酸精馏段包括脱酸精馏塔，脱酸精馏塔塔底部分回流到反应段，部分传送到脱醇精馏段，脱酸精馏塔塔顶物料去脱水回收段；

脱水回收段包括脱水回收精馏塔和带水剂分相器，脱酸精馏塔与脱水回收精馏塔连通，脱水回收精馏塔和带水剂分相器连通，取用带水剂共沸带水，带水剂在带水剂分相器中分出水相，有机相全回流，脱水回收精馏塔塔底回收乙酸和四氢糠醇混合物，并输送回反应釜重新利用；

脱醇精馏段包括脱醇精馏塔，脱醇精馏塔塔顶脱出醇和酯的混合物，送回反应段利用，脱醇精馏塔塔底出成品。

进一步地，在反应段中，反应釜压强为50 kpa，进料比酸醇比为1-1.3，反应温度为90-160 ℃。

进一步地，在脱酸精馏段中，脱酸精馏塔的塔顶压强为40 kpa，塔压降为10 kpa，取用规整陶瓷或316L板波纹填料，塔板数为40-52块，入料位置为第40块板，塔顶摩尔回流比为0.27-0.37 ，馏出入料比为0.45，塔底温度为142-146 ℃，塔顶温为75-79 ℃。

进一步地，脱水回收段中，回收精馏塔为常压塔，取用规整陶瓷或316L板波纹填料，塔板数为28-35块，入料位置为第15-18块板，塔顶摩尔回流比为0.5-1 ，馏出入料比为0.5-0.8，塔底温度为110-112 ℃，塔顶温为70-73 ℃，。

进一步地，脱醇精馏段中，脱醇精馏塔的塔顶压强为25-35 kpa，塔压降为10 kpa，取用规整陶瓷或316L板波纹填料，塔板数为58-64块，入料位置为第9-12块板，塔顶摩尔回流比为2.5-2.8 ，馏出入料比为0.37-0.41，塔底温度为155-166 ℃，塔顶温为139-145 ℃。

进一步地，带水剂为乙酸丁酯。