甲基丙烯酸缩水甘油酯

不溶于水的无色透明液体

甲基丙烯酸缩水甘油酯[zhǐ](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 C 7 H 10 O 3, 分子量:142.1525, 沸点 为75℃,比重1.073,不溶于水, 可溶于几乎所有的 溶剂 。本品对皮肤及粘膜有刺激性,易燃,低毒。

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

别名:GMA; 甲基丙烯酸 失水甘油酯

溴化铒 :Glycidyl 丙烯酸氰乙酯

英文别名:2,3-Epoxypropyl methacrylate; Methacrylic acid glycidyl ester; oxiran-2-yl methyl 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

分子式 :C7H10 臭氧

分子量:142.1525

密度:1.095g/cm3

沸点 :189°C at 760 mmHg

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:

上游原料: 环氧氯丙烷 、环氧氯丙 、 甲基丙烯酸 、 氢氧化钠

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[3];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

1. 性状 :无色透明液体。

2.相对密度:1.042

3. 熔点 (ºC):-82

4. 沸点 (ºC):189

5沸点(ºC, 1.33KPa):75

6. 折射率 (20ºC):1.4492

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

10.溶解性:可溶于有机 溶剂 ,不溶于水。

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

1、 摩尔 折射率 :35.39

2、 摩尔体积 (cm3/mol):129.7

3、等张比容(90.2K):318.0

4、 表面张力 (dyne/cm):36.1

5、 介电常数 :

6、偶 极距 (10-24cm3):

7、 极化 率:14.03

计算化学数据

1.疏水参数计算参考值(XlogP):0.8

2. 氢键 供体数量:0

3.氢键受体数量:3

4.可旋转 化学键 数量:4

5. 互变异构体 数量:无

6.拓扑分子 极性表面积 38.8

7.重 原子 数量:10

8.表面电荷:0

9.复杂度:162

10. 同位素 原子 数量:0

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

15. 共价键 单元数量:1

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 (分别是几种季铵盐。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

美国 陶氏化工 ,日本三菱化学等。

主要代理公司

广州市 珍林贸易有限公司。

参考资料

  1. 甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)及其应用 微信公众平台 光固化新材料 润奥化工 2024-02-29