背景及概述
乙二醇二甲酸酯,别名1,2-二甲酰氧基乙烷,CAS号629-15-2,分子量118.09,常温下为水白色透明液体,略带轻微酯味,密度1.226g/mL(20℃),沸点174-178℃,闪点86.2℃,20℃下在水中溶解度达21.3g/100mL,可与醇、醚、酮、芳烃等绝大多数有机溶剂混溶,是一款低挥发、易生物降解的高极性环保酯类溶剂,凭借优异的溶解性能和温和的水解特性,成为传统高VOC溶剂的主流绿色替代品种之一。
制备工艺
参考文献[1]报道一种采用常规催化剂经酯交换合成乙二醇二甲酸酯的方法,包括如下步骤:将碳酸钾、乙二醇与甲酸仲丁酯按照摩尔比0.02:1:0.7投入带有精馏塔和搅拌装置的精馏釜中;升温至塔顶出馏分后,设定回流比7:1,采出仲丁醇与甲酸仲丁酯的共沸物;在3小时内分批补加剩余的甲酸仲丁酯,甲酸仲丁酯总投料量为乙二醇摩尔量的4.5倍。补加甲酸仲丁酯期间,通过控制甲酸仲丁酯的进料速率,维持釜温在100~130℃,进料时长3h。加料完成后继续反应,同时采出仲丁醇-甲酸仲丁酯共沸物,直至釜温升至165~175℃,保温反应3h。
釜内物料为乙二醇二甲酸酯、乙二醇单甲酸酯以及未完全反应的乙二醇,其中乙二醇二甲酸酯含量72%。釜内物料经过滤、减压精馏分离,得到乙二醇单甲酸酯;过滤回收的催化剂可循环使用;最终塔底得到质量分数90%以上的乙二醇二甲酸酯。

图1 乙二醇二甲酸酯的合成反应式
应用
纺织印染行业,乙二醇二甲酸酯作为缓释酸化剂在染浴中平稳水解释放甲酸根,温和锁定染浴pH值,大幅提升染料上染率,减少染料消耗,同时完全消除醋酸、柠檬酸等传统酸化剂的刺激性气味,避免纤维过度损伤,广泛用于涤纶、锦纶及混纺织物的酸性染色与印花工艺。
环保溶剂领域,凭借174-178℃的高沸点和强极性,乙二醇二甲酸酯对丙烯酸树脂、聚酯、硝基树脂、纤维素酯等成膜物质具有优异溶解力,挥发速度平缓,成膜均匀,可完全替代NMP、DMF等高VOC有毒溶剂,广泛用于环保涂料、丝印油墨、胶黏剂体系。
此外,乙二醇二甲酸酯也作为有机合成中间体,用于聚酯树脂、不饱和聚酯的缩聚反应,同时可作为电池电解液的功能性添加剂,提升电解液的成膜稳定性,近年还被用于抗电磁干扰屏蔽复合膜材料的制备,拓展了全新的应用场景。
参考文献
[1]Current Patent Assignee: SHENZHEN PULIKAI NEW MAT - CN106349061, 2017, A.Location in patent: Paragraph 0027; 0028; 0029; 0030.