甲基丙烯酸缩水甘油(Glycidyl
丙烯酸氰乙酯,GMA),是一个同时具有
丙烯酸酯双键和
环氧基团的
单体,
分子式C7H10O3,分子量为142.15,
沸点为75℃,比重1.073,不溶于水,可溶于几乎所有的
溶剂。
甲基丙烯酸缩水甘油酯由
甲基丙烯酸钾或
钠盐与
环氧氯丙烷,用季胺盐作
催化剂,在少量
阻聚剂存在下加热搅拌而得。它主要用作共聚单体,也可用作粘合剂、牙科材料、涂料、纤维处理剂、橡胶
改性剂、感光
没药树、
抗静电剂和
离子交换树脂等的原料。
物化性质
中文名称:甲基丙烯酸缩水甘油酯
英文别名:2,3-Epoxypropyl methacrylate; Methacrylic acid glycidyl ester; oxiran-2-ylmethyl 2-methylprop-2-enoate; (2S)-oxiran-2-ylmethyl 2-methylprop-2-enoate; (2R)-oxiran-2-ylmethyl 2-methylprop-2-enoate
CAS号:106-91-2
EINECS号:203-441-9
分子量:142.1525
密度:1.095g/cm3
闪点:76.1°C
蒸汽压:0.582mmHg at 25°C
风险术语:R20/21/22:;R36/38:;
R43:
安全术语:S26:;S28A:
主要用途
因为GMA分子中有活泼的
乙烯基及有离子性反应的
环氧基两个
官能团,可以以官能团方式聚合,也能以
离子反应方式聚合,所以,可用于乙烯型聚合物及缩聚型聚合物的改性,GMA能以三种方式介入聚合,其一是乙烯聚合时,使环氧基位于支链上,即“O”型聚合物 ;其二是环氧开环,使乙烯基位于支链上,即“V”型聚合物;其三是具活泼氢的化合物与 GMA反应,在环氧基上开环
成链。利用上述三种方式中的任何一种,在聚合时,使聚合物改质。在涂料方面,由于GMA的加入,可提高涂膜的硬度、光泽度、附着力及耐气候性等,可用于
丙烯酸涂料、丙烯酸酯涂料、
醇酸树脂涂料、
氯乙烯树脂以及某些
水性涂料。用于粘接剂及
无纺布,用于
丙烯酸乳剂时,可改善其对金属、
玻璃、水泥、
乙烯-四氟乙烯共聚物等的粘接力;用于合成
胶乳的无纺布时,在不影响手感的情况下,提高其耐洗性。用于合成
没药树材料加工时,可改善其喷射成型性、挤出成型性,并明显改善树脂与金属的粘接力。用于
合成纤维,对染色较差的纤维,可改善其着色力,并提高着色牢度,提高防皱、防缩能力。本品可以提高感光树脂的感度、
分辨率、耐蚀性。本品与
聚烯烃接枝,可改善拉伸强度、弯曲强度。此外,本品还可用作
阴离子交换树脂、合树脂、医疗用选择性滤过膜、抗血凝剂、牙科用材料、免溶
吸附剂等的原料。也用于橡胶改性。
安全术语
S26In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of
H₂O and seek medical advice.
不慎与眼睛接触后,请立即用大量清水冲洗并征求医生意见。
风险术语
R20/21/22Harmful by inhalation, in contact with skin and if swallowed.
吸入、皮肤接触及吞食有害。
R36/38Irritating to eyes and skin.
刺激眼睛和皮肤。
R43 May cause
敏化作用 by skin contact.
与皮肤接触可能致敏。
编号系统
CAS号:106-91-2
MDL号:MFCD00005137
EINECS号:203-441-9
RTECS号:OZ4375000
BRN号:2506
PubChem号:24883127
物性数据
2.相对密度:1.042
5沸点(ºC, 1.33KPa):75
7.闪点(ºC):76
8. 自燃点或引燃温度(ºC):389
9. 爆炸下限(%,V/V):1.1
毒理学数据
1、刺激性:兔子刺激皮肤:500ul/24H 严重刺激。兔子刺激眼睛:100mg 中等强度刺激。
2、急性毒性:大鼠经口LD50:500mg/kg;
小鼠经口LD50:390mg/kg;
兔径皮LD50:480mg/kg;大鼠吸入LC50:45ppm/4H。
3、对皮肤、黏膜有刺激性。
4、本品对小鼠腹腔注射LD50:1.122mg/kg,大鼠经口LD50:770mg/kg,
家兔皮肤涂抹LD50:450mg/kg。
生态学数据
该物质对水有稍微的危害。
分子结构数据
3、等张比容(90.2K):318.0
计算化学数据
1.疏水参数计算参考值(XlogP):0.8
3.氢键受体数量:3
8.表面电荷:0
9.复杂度:162
11.确定原子立构中心数量:0
12.不确定原子立构中心数量:1
13.确定化学键立构中心数量:0
14.不确定化学键立构中心数量:0
性质与稳定性
避免与酸类、
氧化物、
紫外线辐射、自由基引发剂接触。几乎溶于所有有机
溶剂,不溶于水。本品微毒。
贮存方法
储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。避光保存。应与酸类、
氧化剂分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
合成方法
由
甲基丙烯酸钠与
环氧氯丙烷反应而得。原料消耗定额:
甲基丙烯酸780kg/t、
R-环氧氯丙烷690kg/t、
氢氧化钠330kg/。也可以通过
甲基丙烯酸甲酯与
C3H6O2的
酯交换反应而获得。其中前一种方法原料易得,反应温和,是世界上的普遍采用和方法。工艺流程:(一)
甲基丙烯酸
钠盐的制备 在装有搅拌器、回流
冷凝器、温度计及滴液漏斗的四口瓶中,加入100ml的甲基烯酸,再加入100ml的
溶剂,搅拌均匀,缓慢地滴加入103.5g的50%NaOH
水溶液。控制反应温度不超过55℃。滴加反应完毕后,搅拌30min,加入0.2g
阻聚剂对羟基苯甲醚,在85-90℃、30.7-36.0KPa条件下进行
减压病脱水,干燥即得到钠盐,密封保存备用。(二)GMA的合成 在装有搅拌器、分水器及温度计的三口
烧瓶中,加入40g干燥的
甲基丙烯酸钠盐、0.2g阻聚剂对羟基苯甲醚、1.2g
催化剂(分别是几种季盐,一般用三
乙基基
氯化铵)、250g
环氧氯丙烷,搅拌反应,反应温度控制在105-110℃,反应时间3.0h。反应完毕后,进行过滤去除NaCL,所得滤液在80-80℃/6.7-80.KPa条件下减压蒸馏出环氧氯丙烷;再在100-105℃/1.1-1.6KPa条件下减压蒸馏出产品GMA。
用途
1.主要用于
粉末涂料,也用于热固性涂料、纤维处理剂、粘合剂、
抗静电剂、
氯乙烯稳定剂、橡胶和树脂
改性剂、
阴离子交换树脂和印刷油墨的粘合剂。
2.用作聚合反应的功能性
单体。主要用于制造
丙烯酸类粉末涂料,用作软单体与
甲基丙烯酸甲酯及
苯乙烯等硬性单体共聚,可调节
玻璃化温度及挠性,提高涂膜的光泽度、附着力及耐候性等。也用于制造丙烯酸乳剂及
无纺布。作为功能性单体,可用于制造感光
没药树、离子交换树脂、螯合树脂、医疗用选择性滤过膜、牙科材料、抗血凝剂、免溶
吸附剂等。还用于对
聚烯烃树脂、橡胶及
合成纤维进行改性。
3.由于其分子内既含有碳碳
双键,又含有
环氧基,广泛地用于
高分子材料的合成和改性。用作
ep的
活性稀释剂、
氯乙烯的
稳定剂、橡胶和树脂的
改性剂、
阴离子交换树脂和印刷油墨的黏合剂。还用于
粉末涂料、热固性涂料、纤维处理剂、胶黏剂、
抗静电剂等方面。另外,GMA对胶黏剂、
无纺布涂料的粘接性、耐水性、耐
溶剂性的改善也非常显著。
4.在
电子方面,用于光致抗蚀膜、电子线、保护膜、
远红外线相X线保护膜。在功能性聚合物方面,用于
离子交换树脂、螯合树脂等。在医用材料方面,用于抗血液凝固材料、牙科用材料等。
制备方法
传统制法
使
环氧氯丙烷(3-氯-1,2-
环氧丙烷)与
甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸碱金属盐进行反应,再脱氯,可制得甲基丙烯酸缩水甘油酯。但这种方法所产生的酸(或盐),需要采取环保措施。
新制法
甲基丙烯酸甲酯与
碱金属的
氢氧化物在低分子醇和高
沸点溶剂中,在
阻聚剂的存在下进行反应,生成(甲基)丙烯酸碱金属盐,干燥除去水和低分子醇等挥发物之后,加入环氧氯丙烷(ECH)和
相转移催化剂,进行
酯化反应,得到含(甲基)
丙烯酸缩水甘油酯的粗酯产物,不经固液分离,直接将粗酯送入特殊的
精馏塔进行精制。对于MAA(
甲基丙烯酸)为原料的工艺路线,也可以使用这种方法进行精制。同
现有技术相比本发明工艺路线短,工艺指标先进,产品纯度和
收率均高达98%以上。
酯交换法
以
C3H6O2与
甲基丙烯酸甲酯为原料,进行酯交换,可制得甲基丙烯酸缩水甘油酯。
主要生产企业
主要代理公司