[发明专利]高纯度甲基丙烯酸羟烷酯的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种高纯度甲基丙烯酸羟烷酯的制备工艺，主要涉及高纯度甲基丙烯酸羟烷酯的合成及精制工艺。属精细化工领域。

背景技术

本文所说的甲基丙烯酸羟烷酯为甲基丙烯酸羟乙（丙）酯，它常温下是一种无色透明的液体，可与水互溶，溶于普通有机溶剂。由于该产品结构式中具有两个活泼的官能团，即碳碳双键和羟基，因而性质极其活泼，是一种高活性的官能单体，在合成性能优异的丙烯酸树脂涂料中有着重要的用途。

甲基丙烯酸羟乙（丙）酯的合成方法很多，目前文献和专利报道中最常见的是环氧开环加成法，在反应釜内加入甲基丙烯酸、催化剂以及阻聚剂，在一定温度和压力下通入一定比例的环氧反应合成甲基丙烯酸羟烷酯。如本公司于2010年6月化学工业与工程技术第31卷第3期报道的甲基丙烯酸羟乙酯的制备工艺如下：将阻聚剂对苯二酚，对羟基苯甲醚、胺类催化剂、甲基丙烯酸按一定比例依次加入到反应釜中，用氮气置换反应釜内的空气后，开动搅拌，升温至80-90℃，用氮气将定量的环氧乙烷加入反应釜中，控制加料速度、反应温度和釜内压力，当环氧通完后，保温至反应釜内压力不再下降为止，降温放空出料及得甲基丙烯酸羟乙酯反应液。CN101914020A也公开了一种甲基丙烯酸羟丙酯的合成方法：将装有搅拌器、温度计、回流冷凝器及恒压滴液漏斗的四口烧瓶置于水浴上，加入三氧化铁、对苯二酚及甲基丙烯酸，水浴加热至80-85℃，在搅拌下于1.5小时通过恒压滴液漏斗滴入环氧丙烷，滴加完毕后保持80-85℃继续反应1小时，冷却出料得甲基丙烯酸羟丙酯。

甲基丙烯酸羟乙（丙）酯的精制方法在目前专利报道中分为两种。CN101891613A、CN101914020A、CN102267904A、CN101906036A公开的甲基丙烯酸羟乙（丙）酯的精制方法如下：将反应液转入克氏蒸馏瓶中，再加入适量的对苯二酚/对羟基苯甲醚进行加压蒸馏收集80-86℃/4-6mmHg的馏分即为成品。CN102584579A、CN102584579A也公开了一种甲基丙烯酸羟乙酯的精制方法：将反应液加压脱除轻组分环氧乙烷、水和甲基丙烯酸，将中间品转至中间釜，添加质量百分比0.5-5%的水后减压蒸馏即为成品。

上述制备工艺的主要技术问题是：

1、  环氧乙烷或环氧丙烷通过滴加的方式比较危险，若环氧泄露或过量易形成爆炸性混合气体，危险性较高。

2、  副反应较多，随着温度和时间的增加，会发生酯交换反应生成单酯、双酯等，且杂质含量难控制

3、  环氧乙烷或环氧丙烷很难完全反应掉，反应不完全易造成环氧的泄露，形成爆炸性混合气体，危险性较高。

4、  上述的精制过程为简单蒸馏，得不到高纯度的甲基丙烯酸羟乙（丙）酯，轻组分和残液较多，收率低。

5、  在精制过程中加入质量百分比0.5-5%的水易造成甲基丙烯酸羟乙（丙）酯的聚合。

6、  反应过程采用胺类催化剂，精制过程中催化剂溶解在反应液中，蒸馏加热会造成副反应的进一步发生，减低收率和纯度；并造成釜温的上升，增加了聚合的风险。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种安全性高、反应温和的高纯度甲基丙烯酸羟烷酯的制备工艺。

本发明的目的是这样实现的：

一种高纯度甲基丙烯酸羟烷酯的制备工艺，步骤如下：

首先将催化剂、阻聚剂加入甲基丙烯酸中溶解，待完全溶解后加入反应容器内，其中，催化剂用量为甲基丙烯酸的0.4-1.5wt.%，阻聚剂用量为甲基丙烯酸的0.2-0.6wt.%，完成后用氮气置换反应容器内的空气，置换完成后通入氮气至系统压力在0.1-0.2MPa，加热至85-95℃条件下通入环氧乙烷或环氧丙烷，通过控制环氧乙烷或环氧丙烷的通入速度来保持压力在0.2-0.5MPa，环氧乙烷或环氧丙烷与甲基丙烯酸摩尔比为1-1.06：1，通过冷却水来控制反应体系温度在90-100℃，待环氧乙烷或环氧丙烷通完后保温至体系压力不再下降视为反应结束，冷却出料得反应液。

合成反应过程中阻聚剂选自对羟基苯甲醚，DPPH（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼），对苯醌，氧气，吩噻嗪，叔丁基领苯二酚，二乙基羟胺，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，硫中的一种或多种。