141-32-2 / 丙烯酸正丁酯的制備方法和使用注意

背景及概述^[1-2]

丙烯酸正丁酯應用廣泛，其共聚物在合成纖維、合成橡膠、合成樹脂以及用作有機合成中間體、粘合劑、乳化劑、涂料、造紙、紡織等工業有著廣泛的用途。丙烯酸正丁酯屬于軟單體，可與多種硬單體如甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、乙酸乙烯等，及官能性單體如（甲基）丙烯酸羥乙酯、羥丙酯、縮水甘油酯、（甲基）丙烯酰胺及基衍生物等進行共聚、交聯、接枝等，合成200~700多種丙烯酸類樹脂產品（主要是乳液型，溶劑型及水溶型的），可廣泛用作涂料、膠粘劑、腈綸纖維改性、塑料改性、纖維及織物加工、紙張處理劑、皮革加工以及丙烯酸類橡膠等許多方面。

危險情況^[1]

(1)本品有中等毒性，對眼、皮膚和呼吸器官有刺激作用。(2)易燃，燃點292.7℃，有中等燃燒危險，蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限為1.5～9.9%。溫度升高時(如在火災中)，會發生聚合作用，如在容器內發生，可使容器急劇破裂。因此，通常本品均須加阻聚劑，防止發生聚合。空氣中的容許濃度美國為10ppm(55mg/m³)。

用途^[2]

丙烯酸正丁酯是一種重要的高分子烯類單體，作為軟單體可以和各種硬單體及官能性單體制成數百種丙烯酸類樹脂產品，后者廣泛用于涂料、膠黏劑、腈綸纖維改性劑、樹脂改性劑、纖維及織物加工、皮革加工、丙烯酸類橡膠合成等領域。

有害影響和中毒癥狀^[1]

蒸氣與液體能刺激眼、皮膚和呼吸系統。動物實驗發現，被污染而未沖洗的兔眼發生角膜壞死；在1000ppm暴露4h的6只大鼠中的5只被致死；然而，暴露于7000ppm中30min的大鼠卻還活著。對大鼠經口最低致死量為3.5mL/kg體重。由吸入以及對皮膚和眼引起的毒性反應與丙烯酸甲酯所引起的相類似。

貯存^[1]

用玻璃瓶或金屬罐盛裝，外加纖維箱或木箱保護，也可用鍍鋅鐵桶盛裝。最好使用露天或附建倉庫在戶外存放，室內須放在標準的易燃液體專庫內。庫溫不得超過37.8℃，如有可能超過此溫度，須加入0.01%阻聚劑(如對苯二酚為40～60ppm)，以防聚合。與氧化劑隔開。

滅火措施^[1]

如發生火災，用干粉滅火劑、泡沫或CO₂滅火；在大規模或熾烈的火災中，滅火應在安全地點進行。須用水使處在火中的容器冷卻。如滲漏或溢漏物尚未點燃，可用霧狀水驅散其蒸氣，將滲漏物沖離火場。必要時，可用霧狀水保護制止滲漏的操作人員。本品蒸氣是活性的，能在通風口或阻火器口形成聚合物，造成孔口堵塞。

制備^[3]

1、間歇法制備粗丙烯酸正丁酯

在裝有電動攪拌器、溫度計的三口燒瓶中，依次加入已稱量的丙烯酸、正丁醇、催化劑和阻聚劑(對苯二酚)。為破壞酯化的平衡反應，使反應向著酯化反應方向進行，需要不斷將反應體系中生成的水移出。為此在三口燒瓶上還要安裝分水器，并在分水器的上端安裝回流冷凝器，以便使水帶出的正丁醇不斷自動回流到反應體系中。安裝完畢，加熱升溫同時攪拌，當溫度達到98℃時開始有水分出，在反應過程中，溫度不斷上升，當溫度升至140℃后，反應8h。酯化反應完成后，再繼續升溫進行脫醇。得到粗丙烯酸正丁酯。

2、連續法制備丙烯酸正丁酯

在裝有電動攪拌器、溫度計、回流冷凝器的四口燒瓶中依次加入稱量的丙烯酸、粗丙烯酸正丁酯、催化劑和阻聚劑(對苯二酚)，混合均勻后加入燒瓶中。升高溫度至110℃后，用滴定管加入稱量好的丙烯酸、正丁醇混合物。溫度不斷上升，當溫度升至130℃和粗酯酸度＜1%時，則脫水結束。酯化反應完成后，再繼續升溫進行脫醇。當反應達到一定程度后停止加熱，反應液冷卻、過濾，回收催化劑，用堿滴定反應液酸值，計算轉化率。用適量堿中和未反應的酸，然后水洗，無水硫酸鎂干燥。減壓蒸餾得目標產物。

主要參考資料

[1]常見有毒和危險化學品手冊

[2]崔曉燕,鄭佳,沈健,王雷.鈮酸催化合成丙烯酸正丁酯[J].石化技術與應用,2010,28(06):481-483.

[3]陳永軍,曹傳海,卿寧,侯發秋.丙烯酸正丁酯的連續減壓精餾新工藝研究[J].現代化工,2013,33(10):83-85+87.