Що таке бутилацетат та де його використовують

Що таке бутилацетат?

Бутилацетат – це хімічно активна та органічна речовина типу складних ефірів, що є найбільш популярним розчинником у лакофарбовій промисловості. Це безбарвна або злегка жовтувата рідина, яку легко впізнати по приємному фруктовому запаху. Практично не розчиняється у воді. 

Бутилацетат широко використовують для отримання лакофарбових матеріалів, а також їх розведення. Однак це далеко не єдина сфера його застосування. Він  розчиняє жири, ефіри целюлози, масла, вінілові півмірки, хлоркаучук, карбіольні смоли тощо. Якщо додати бутилацетат разом з незначною кількістю бутилового спирту, то знижується ризик виникнення білих лакових плівок. Бутилацетат  входить до складу парфумерних композицій і фруктових есенцій. Широко застосовується у фармацевтичній промисловості для відділення більшості первинних субстанцій в ході виробництва антибіотиків. 

Формула бутилацетату

Отримують розчинник шляхом естерифікації оцтової кислоти бутанолом в присутності кислоти H2SO4 при температурі 100-110°С за безперервною технологією.

Хімічна формула бутилацетата – C6H12O2.

Структурна формула бутилацетата наведена нижче:

Бутилацетат та його основні характеристики 

Якщо виробник дотримується всіх стандартів при виробництві бутилацетату, тоді ця речовина повинна мати такі основні  характеристики:

• Рідина повинна бути прозорою і не мати домішок.
• Концентрація основної речовини не менше ніж 99,0%.
• Щільність 0,878-0,881кг / дм3 при температурі навколишнього середовища 20°С.
• Вміст води не більш ніж 0,02%.
• Молярна маса бутилацетата – 116.16 г / моль.
• Температура кипіння становить 126°C.
• Запах бутилацетату – фруктовий (груша з нотками барбарису).

Іншими словами бутилацетат називають бутиловим ефіром оцтової кислоти. Бутилацетат слаборозчинний у воді, змішується з рослинними оліями і органічними розчинниками. 

Однією з ключовий характеристки бутилацетату є його висока хімічна активність.

Виробництво бутилацетату

Бутилацетат належить до класу складних ефірів, які найчастіше отримують при нагріванні суміші спиртів з органічними і неорганічними кислотами разом, видаляючими воду засобами  – реакція етерифікації (спирт + кислота = ефір + вода). 

Отримують бутилацетат (ефір оцтової кислоти), також як етилацетат і метилацетат, при взаємодії оцтової кислоти зі бутиловим спиртом. 

Однак процеси бутилацетатного виробництва мають  свої особливості, зумовлені малою розчинністю бутилацетату в воді (0,6%), високою температурою кипіння, як в чистому вигляді (126,2°С), так і в азеотропній суміші з водою (90,2°С),  а також підвищеним вмістом води в цій суміші (28,9%) і ще більшим вмістом в потрійній суміші: бутилацетат – бутиловий спирт – вода (37,3%). Бутанол також кипить при більш високій температурі (117,7°С), ніж етанол, і утворює азеотропну суміш з дуже великою кількістю води (42,5%).

При використанні в якості сировини чистих сортів оцтової кислоти і бутанолу етерифікацію здійснюють безперервним способом. Каталізатором служать сірчана кислота або ж іонообмінні смоли. При етерифікації з сірчаною кислотою створюють в зоні реакції надлишок або оцтової кислоти, або бутанолу, а з іонообмінними смолами – надлишок оцтової  кислоти.

Застосування бутилацетату у різних сферах

Завдяки своїм фізико-хімічним властивостям ця речовина використовується в багатьох галузях промисловості, а саме в якості розчинника полімерів, компонента харчових есенцій, екстрагента запашних речовин.

Важливо зазначити, що існує дві марки бутилацетату – А та Б. Марка А підходить для синтезу хімічних речовин, а марка Б використовується винятково як сировина для розчинників. Саме ці два напрямки використання і є найпоширенішими для бутилацетату.   

Використання бутилацетату у хімічній промисловості

У хімічній промисловості цю речовину використовують як сировину для хімічного синтезу ряду сполук. А також бутилацетат застосовується як розчинник для хлоркаучука та нітроцелюлози, жирів, ефірів целюлози, масел, вінілових полімерів, хлоркаучуку, натуральних та синтетичних смол тощо.

Бутилацетат у фармацевтиці

Завдяки своїй високій хімічній активності бутилацетат широко використовується в фармацевтичній сфері, для виробництва ліків, зокрема антибіотиків. Він дозволяє розділити субстанції на етапі підготовки вихідної сировини.

Застосування бутилацетату у харчовій промисловості 

Через низьку токсичність бутилацетат знайшов своє застосування й в харчовій сфері. Тут він використовується для створення ароматизаторів та фруктових есенцій. Також він застосовується для екстракції різного роду речовин, наприклад кофеїну із зерен кави. 

Бутилацетат у лакофарбовій промисловості

До 90% всього виробленого бутилацетату споживає лакофарбова промисловість (емалі, фарби, лаки, грунти, клеї). Це найбільш широка сфера застосування цього складного ефіру. 

Тут він використовується при виробництві ЛФМ та як розчинник для лаків та фарб, який додають з метою видалення плівки, що утворюється на їх поверхні. У суміші з бетанолом бутилацетат не дає лаковій плівці набути білястий відтінок. Крім цього, бутилацетат додається до фарб безпосередньо перед виконанням малярських робіт. Він також використовується як складова інших мультикомпонентних розчинників (Р-646, Р-647 тощо). 

Використання бутилацетату в шкіргалантерейній сфері

Цей ефір використовується в якості дубильного засобу, яким обробляють шкіряні вироби з метою збільшення їх міцності та зносостійкості. Використовується як реагент та розчинник, який можна застосовувати на штучній або натуральній шкірі. 

Бутилацетат та парфюмерія

Завдячуючи тому, що запах бутилацетату є приємним, з фруктовими нотками, його часто застосовують в парфумерній та косметичній промисловості для створення парфумів, есенцій тощо. 

Які є переваги бутилацетату як розчинника

Найголовнішою перевагою бутилацетату є те, що він відмінно взаємодіє з величезним спектром органічних та неорганічних речовин. Має чудову властивість розчиняти загущувачі в лаках, фарбах, емалях та грунтовках, через що входить до складу більшості мультикомпонентних розчинників, що використовуються в лакофарбовій промисловості і не тільки. 

Хімічні сполуки на основі бутилацетату здатні розчиняти практично будь-яку синтетичну або натурнальну смолу, що відповідає за плівкоутворення у лакофарбових матеріалах.

Окремої уваги заслуговує рівень леткості бутилацетату, який дозволяє йому швидко випаровуватися після нанесення фарби на поверхню. 

Чи шкідливий бутилацетат для людського організму?

Бутиловий ефір оцтової кислоти, або просто бутилацетат – це безбарвна рідина, що має приємний ефірний запах.

У порівнянні з іншими розчинниками бутилацетат це малотоксична речовина для здоров’я людини. Саме тому, його широко використовують в харчовій, косметичній та парфумерній сферах. 

Однак сам процес виробництва бутилацетату та інші технологічні процеси з його використанням вважаються шкідливими та можуть мати негативний вплив на людське здоров’я.

На людину слабораздражаючу дію створює пар з концентрацією 2 г/м3 протягом 1 хвилини, а протягом 5 хвилин – 1 г/м3. У разі впливу 1,5 г/м3 можливі скарги на невелике подразнення горла і очей. Якщо бутилацетат отриманий з відходів виробництва то однохвилинний вплив розчину з концентрацією 10-50 мг/м3 не викликає ніякого ефекту. Однак речовина, отримана з кетону, при таких же концентраціях сильно дратує слизову оболонку.

Поріг сприйняття запаху бутилового ефіру оцтової кислоти досить низький і становить всього 0,5 мг/м3. Слід зазначити, що бутилацетат може не тільки завдати шкоди, а й привести до смерті. Смертельна доза цієї речовини при прийомі всередину становить 50г. Гранична концентрація для води – не більше 0,3 мг/м3 по запаху і 1 мг/ л до смаку.

Хронічне отруєння бутилацетатом і місцевий вплив  досліджувати на людському організмі неприпустимо, однак дослідження на тваринах показали, що бутилацетат  має сильну хронічну дію. Отруєння значно знижує фізичну витривалість, воно може викликати прискорене дихання, набряк легенів, порушення функцій центральної нервової системи.

У тих робітників, які зайняті у виробництві бутилацетата, випадків інтоксикації паром не виявлено. Гранично допустимий рівень виділення парів цієї речовини з будматеріалів становить не більше 0.1 мг/м3. Також бутилацетат застосовується в якості ароматизатора для їжі, оскільки він має приємний фруктовий запах. Однак існує одна умова – його вміст в кінцевому продукті не повинно перевищувати 10 мг/кг.

У разі місцевого впливу бутилового ефіру оцтової кислоти на людину, а саме при попаданні в око, спостерігається невелике роздратування, яке зникає через 1-2 доби.

Заходи безпеки при роботі з бутилацетатом

Незважаючи на те, що бутиловий ефір оцтової кислоти є малотоксичним, є важливим дотримання наступних правил безпеки під час роботи / виробництва бутилацетату:

• Вентиляція приміщення – подбайте про гарну вентиляцію під час роботи / виробництва бутилацетату, щоб шкідливі пари не затримувалися в приміщенні та не перевищили гранично допустиму концентрацію. 
• Використання захисного одягу, рукавиць та респіраторів –  при тривалому використанні цього складного ефіру слід обов’язково потурбуватися про захист шкіри, очей та слизових оболонок. Вдихання великою кількості парів бутилацетату можуть викликати запаморочення, нудоту та кашель. 
• Правильне зберігання – не забувайте про те, що бутилацетат відноситься до сильних розчинників, які можуть руйнувати пластик. Тому зберігання та / або транспортування бутилового ефіру оцтової кислоти можливо лише з використанням металевої тари. 

Пожежна безпека – використання / виробництво бутилацетату вимагає дотримання стандартних правил протипожежної безпеки, а саме: уникати потрапляння прямих сонячних променів на тару з цим розчинником, тримати подалі від джерел вогню та тепла. У разі займання бутилацетату, важливо пам’ятати, що він є легшим за воду, тому для гасіння слід використовувати піну або пісок.