在國(guó)內(nèi)皮革化工行業(yè)，水乳型聚氨酯皮革涂飾劑作為溶劑型聚氨酯和水乳型聚丙烯酸皮革涂飾劑的升級(jí)換代產(chǎn)品，近年來(lái)發(fā)展很快。生產(chǎn)水乳型聚氨酯皮革涂飾劑的一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵是在聚合物骨架上導(dǎo)入親水基團(tuán)而使聚合物具有自乳化功能。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的水乳型聚氨酯皮革涂飾劑都是采用2，2-二羥甲基丙酸(DMPA)作為自乳化擴(kuò)鏈劑(謝川，王紳典，2，2-二羥甲基丙酸的應(yīng)用，四川化工，1994，12(2)，46)。
2，2-二羥甲基丙酸具有羥基和羧基多功能反應(yīng)，在水性聚氯酯的制造中它既是擴(kuò)鏈劑，又因引入了親水基團(tuán)羧基，而使聚氨酯獲得乳化性能，因而可制穩(wěn)定性?xún)?yōu)良的自乳化型水性聚氨酯。還具有類(lèi)似于金剛石結(jié)構(gòu)的熱和光的穩(wěn)定性，作為交聯(lián)、固化分散、乳化劑廣泛用于水性聚氨酯、水性聚酯、水性環(huán)氧樹(shù)脂等水性高聚物的生產(chǎn)中，其產(chǎn)品具有優(yōu)越性能。除上述用途外，DMPA尚可用于聚酯涂料、光聚合組成物，新型液晶材料，粘合劑和磁性記錄材料等，加入DMPA后均可提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性、親水性、均質(zhì)性和耐久性如用它制備的涂料不僅無(wú)環(huán)境污染，并具有不易剝落、防震、隔音、防水、防火、抗水解、抗溶劑、抗沖擊、光潔等優(yōu)良性能。
傳統(tǒng)制備方法
2，2-二羥甲基丙酸(DMPA)中含有一個(gè)叔羧基和兩個(gè)伯羥基，兩個(gè)羥基可以參加縮聚反應(yīng)。在聚合過(guò)程中，低活性羧基保存下來(lái)，而后與堿中和成鹽使聚合物具有極好的水溶性。這種性質(zhì)使DMBA在醇酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、聚氨脂、丙烯酸樹(shù)脂的制備中有重要用途，也可用于水性涂料方面。由于易溶于丙酮為代表的酮類(lèi)溶劑且在制聚氨酯使得操作性能好，所以即使在水體系以外的領(lǐng)域，其用途也正在日益擴(kuò)大。在DMBA合成中保留的兩個(gè)活潑的伯羥基參與各種縮聚反應(yīng)進(jìn)入聚合物骨架，成為永久性的抗氧集團(tuán)，這是其他受阻酚抗氧化劑無(wú)法比擬的。DMBA應(yīng)用范圍廣泛，它的開(kāi)發(fā)研制具有重要意義。幾十年來(lái)，一些國(guó)際上有名地乳膠漆生產(chǎn)商如立邦、ICI等幾乎所有配方都使用該產(chǎn)品。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)乳膠漆生產(chǎn)商也有約30％開(kāi)始使用2，2—二羥甲基烷酸。目前，用在這一領(lǐng)域的消耗量占總消耗量的90％左右。
1999年，日本的齊藤秀史(JP11-228490)報(bào)道了2，2-二羥甲基丙酸的合成。方法為：甲醛和丁醛縮合生成2，2-二羥甲基丙醛，然后用雙氧水氧化成2，2-二羥甲基丙酸。
2000年，黑龍江省化學(xué)工業(yè)學(xué)校的張偉光(張偉光，馬明軍.2，2-二羥甲基丁酸的合成工藝研究.齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào).2000，16(4)，77-78)發(fā)表了2，2-二羥甲基丁酸的合成工藝研究文章。合成方法為：以甲醛和丁醛為主要原料，以三乙胺作縮合反應(yīng)的催化劑，經(jīng)羥縮合及氧化兩步反應(yīng)，合成了2，2-二羥甲基丁酸，產(chǎn)品摩爾總收率為54.8％。文章中確定的適宜氧化溫度高達(dá)95℃。反應(yīng)條件苛刻，產(chǎn)率低。
上述方法都會(huì)導(dǎo)致較高的副產(chǎn)物含量，從而使2，2-二羥甲基丙酸的產(chǎn)率下降。
制備方法
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種副產(chǎn)物少、產(chǎn)率高的2，2—二羥甲基丙酸的合成方法，包括下列步驟：
1)在裝有攪拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和溫度計(jì)的250ml的四口瓶中加入甲醛和催化劑，甲醛和催化劑的比例為1：0.02～1：0.08，摩爾比；
2)丙醛加于滴液漏斗中，甲醛和丙醛的比例為2:1～2.2:1，摩爾比；
3)啟動(dòng)攪拌，控制PH＝10～11、溫度為20～30℃，緩緩滴加丙醛，滴加完畢，保持pH在10-11繼續(xù)反應(yīng)2～4h；
4)反應(yīng)結(jié)束后，加入適量的甲酸中和至pH＝7，將反應(yīng)物料加到一圓底燒瓶中，進(jìn)行減壓蒸餾(0.4～0.8大氣壓)，除去未反應(yīng)的甲醛、丙醛；
5)步驟4)的產(chǎn)物加入水，加熱至40℃-60℃，加入氧化劑氧化，反應(yīng)4～6小時(shí)；
6)0.4～0.8大氣壓下減壓蒸餾除去未反應(yīng)物，經(jīng)冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾、干燥、重結(jié)晶，得到2，2-二羥甲基丙酸白色晶體。