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카복실산 유형 친수성 사슬 연장제 DMBA 및 DMPA

릴리스 시간:

2019-09-20

1. 서문

수성 폴리 우레탄의 생산에서 카복실산은 음이온성 친수성 사슬 연장제로서 디올이 함유 된 카르복실산의 일종으로, 독특한 분자 구조와 우수한 제품 성능으로 널리 사용되었습니다.

카르복실산형 사슬 연장제는 주로 2,2-디메틸올프로피온산 (DMPA) 및 2,2-디메틸올부티르산 (DMBA) 을 포함하며, 이는 히드록실 및 카르복실기를 모두 갖는 독특한 다기능장애디올 분자이다; 코팅의 알칼리 용해도를 증가시킨다. 수용성 폴리 우레탄 시스템, 수용성 알키드 수지 및 폴리 에스테르 수지, 에폭시 에스테르 코팅, 폴리 우레탄 엘라스토머 및 분말 코팅에 적용 할 수 있습니다.

또한 가죽 재료, 액정, 잉크, 식품 첨가물 및 접착제 화학 산업 등에 사용될 수 있으며, 특히 물 유화 폴리 우레탄 및 가죽 마감제의 제조에 사용될 수 있으며, 체인 증량제 일뿐만 아니라 폴리 우레탄이 우수한 자체 유화 성능을 얻을 수 있습니다. 폴리 우레탄 물 유제의 안정성을 크게 향상시킬 수 있으므로 널리 사용됩니다.

2 의 우수성. dimethylol 카르복실산의 사용

수성 폴리우레탄 에멀젼은 일반적으로 친수성 제제를 폴리우레탄 분자 사슬에 도입하고, 이어서 알칼리로 중화시켜 염을 형성하고, 이어서 기계적 교반에 의해 탈이온수에 분산시켜 폴리우레탄 수성 에멀젼을 형성한다.

수성 폴리우레탄 친수성 제제에 적용되는 것은 주로 3 가지 유형의 음이온, 양이온 및 비이온을 갖는다. 음이온성 유형은 주로 2,2-디메틸롤 프로피온산, 2,2-디메틸롤 부티르산, 타르타르산, 설폰산 부탄디올, 나트륨 에틸렌디아민 에틸 설포네이트, 글리세롤 및 말레산 무수물로부터 합성된 하프 에스테르 등을 포함한다. 양이온형은 주로 메틸 디에탄올아민, 트리에탄올아민 등을 포함한다. 비이온성 유형은 주로 하이드록실-말단 폴리에틸렌 산화물을 포함한다.

폴리에틸렌 산화물과 같은 비이온성 친수화제는 분산액을 안정화시키기 위해 높은 수준으로 존재해야 한다. 친수성 그룹으로 하이드 록실 폴리 옥시 에틸렌 에테르로 만든 수성 폴리 우레탄 수지는 좋은 전해질 저항성을 갖지만 필름 형성 내수성은 매우 좋지 않아 실용적이지 않습니다.

친수성 염기 화합물로서 에틸렌디아민 나트륨 아크릴레이트 부가물과 같은 양이온 친수성 제제는 신속한 반응 of-NH2 및-NCO 그룹뿐만 아니라-NCO 및-NHCOO-의 반응도 전체 반응 시스템을 알칼리성으로 만듭니다. 그리고 거친 유화 입자, 필름 형성 내수성이 좋지 않으므로 산업에서 사용할 수 없습니다.

음이온성 유형의 디히드록시메틸 카르복실산 자체는 2 개의 히드록실기를 함유하며, 또한 사슬 연장제로서 작용하여, 자가 유화 PU 에멀젼의 제조에 있어서 큰 장점을 나타낸다. 카바 메이트 합성 과정에서 반응 시스템을 산성으로 만듭니다. 산성 조건 하에서,-NCO 및-OH는 약간 반응하는 반면,-NHCOO-는 반응에 참여하지 않으며 겔을 일으키지 않을 것이다. 또한, 디메틸롤 카르복실산도 사슬 연장제로서 작용하여, 친수성 기 (I. e. 카르복실기) 가 거대분자 사슬 분절 내에 위치하며, 3 차 아민을 중화제로서 사용하여 우수한 안정성 및 우수한 내수성 및 내용매성을 얻을 수 있다. 수 인성 폴리 우레탄 수지. 디메틸롤 카르복실산은 수성 폴리우레탄 수지의 제조에 널리 사용되는 최고의 친수성 화합물이다.

3. 2,2-디메틸올프로피온산 (DMPA) 및 2,2-디메틸올부탄산 (DMBA)

이 두 종류의 디메틸롤 카르복실산에서, 앞서 사용된 2,2-디메틸롤 프로피온산은 현재 친수성 사슬 연장제로 더 일반적으로 사용된다. 많은 장점을 가지고 있지만 여전히 많은 단점이 있습니다. 주로 자체 융점 (180-185 ℃), 용융이 어렵 기 때문에 N-메틸 피롤리돈 (NMP), N.N-디메틸 아미드 (DMF), 아세톤, 등, 그리고 NMP는 높은 비등점을 가지고, APU의 준비 후에 제거하기가 어렵습니다. 또한, 아세톤에 대한 DMPA의 용해도는 작고, 합성 공정에서 많은 양의 아세톤이 첨가될 필요가 있으며, 이는 에너지를 낭비할 뿐만 아니라 보안 위험을 초래한다. 따라서, 2,2-디메틸롤 프로피온산의 사용은 높은 에너지 소비를 발생시킬 뿐만 아니라, 생성물에 유기 잔기를 쉽게 야기한다.

2,2-디 하이드 록시 메틸 부티르산은 최근 몇 년 동안 등장한 새로운 유형의 친수성 사슬 연장제입니다. 2,2-dimethylol butyric acid와 2,2-dimethylol propionic acid는 다음과 같은 주요 장점과 비교됩니다.

1. 유기 용제에 있는 더 나은 용해도. 다음 표는 다른 온도 및 다른 용매에서 DMBA 및 DMPA의 용해도 데이터를 보여줍니다.

다른 온도에서 다른 용매에서 DMBA 및 DMPA의 용해도 데이터:

일련 번호	온도 ℃	아세톤		메틸 에틸 케톤		메틸 이소부틸 케톤
일련 번호	온도 ℃	DMBA	DMPA	DMBA	DMPA	DMBA	DMPA
1	20	15	1	7	0.4	2	0.1
2	40	44	2	14	0.8	7	0.5

용해도: 단위 g/100g 용매

물에서의 용해성: DMBA의 경우 48%, DMPA의 경우 12%.

2. 반응 속도가 높고 반응 속도가 빠르며 반응 온도가 낮습니다. 폴리우레탄 예비중합체 반응 시간의 합성은 짧으며, 일반적으로 50-60 분, DMPA 내지 150-180 분이다.

3. 미세한 입자 크기와 좁은 분포를 가진 수성 폴리 우레탄 에멀젼에 사용됩니다.

4. 낮은 융점, 108 ~ 114 ℃;

5. 공식의 다양성은 용매의 사용을 감소시켜 용매의 비용을 줄이고 폐액 처리 비용을 줄일 수 있습니다.

6. 완전히 용매가없는 폴리 우레탄, 폴리 에스테르 시스템을 준비하는 데 사용할 수 있습니다.

실제 합성 공정에서는 약간의 용매를 소비 할 필요가 없으며, 에멀젼은 우수한 성능 및 우수한 기계적 특성을 가지며, 이는 반응 시간을 단축시킬뿐만 아니라 에너지 소비를 감소시킬뿐만 아니라 에너지를 절약합니다. 따라서 2,2-디메틸 올 부티르산은 현재 친수성 화합물의 최상의 성능을 갖는 것으로 알려져 있으며, 업계 전문가들은 디메틸 올 부티르산이 디메틸 올 프로피온산을 대체 할 녹색 화학 물질이라고 생각합니다.

4. 중국의 디히드록시메틸 카르복실산 개발

중국에서 2,2-디메틸롤 프로피온산의 개발 및 생산은 늦게 시작되었습니다. 이것은 주로 중국의 수성 수지 과정에 의해 제한됩니다. 중국은 1995 년에 2,2-디메틸롤 프로피온산의 산업 생산을 시작했습니다. 21 세기에는 2,2-디메틸롤 프로피온산에 대한 수요가 해마다 증가하여 특정 시장 규모를 형성했습니다. 그러나 중국에서 2,2-디메틸롤 프로피온산의 생산이 지금까지 규모를 형성하지 못한 것은 유감이다. 2,2-디메틸롤 프로피온산을 생산하는 제조업체는 거의 없으며 생산 규모는 상대적으로 작습니다. 현재 중국에서 2,2-디메틸롤 프로피온산의 사용은 주로 수입에 달려 있습니다.

복잡한 생산 공정, 산업화의 어려움, 높은 생산 비용, 높은 가격 및 심각한 환경 문제로 인해 2,2-디 하이드 록시 메틸 부티르산의 생산 개발 및 적용이 크게 제한됩니다. 중국에서 2,2-dimethylol butyric acid의 생산은 2006 년에 시작되었습니다. 제조업체는 소수에 불과하지만 위의 이유로 모두 차례로 폐쇄되었습니다. 그 결과, 최근 몇 년 동안 중국에는 2,2-디메딜롤 부티르산이 없어서 많은 수성 재료 제조업체들이 음식에 대해 울고 있습니다. 그들은 가능한 한 빨리이 수동적 인 상황을 바꾸고 싶어하며 가능한 한 빨리 2,2-디 메틸 부티르산을 사용하기를 희망합니다.

Jiangxi Jiyu New Material Co., Ltd. 는 이러한 맥락에서 설립되었습니다. 현재 새로 지어진 Jiyu 2,2-dimethylol butyric acid 생산 작업장은 연간 1200 톤에 이르렀으며 2,2-dimethylol propionic acid 생산 작업장은 연간 3500 톤에 달했습니다. Jiyu 회사는 중국의 2,2-dimethylol butyric acid와 2,2-dimethylol propionic acid 산업을 활성화하고 중국의 물 산업 및 환경 보호 산업에 기여하기로 결정했습니다.

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