[发明专利]一种合成丁氧基三乙二醇丙烯酸酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成丁氧基三乙二醇丙烯酸酯的方法，丙烯酸与丁氧基三乙二醇直接酯化合成丁氧基三乙二醇丙烯酸酯，可用于光固化涂料单体，属于精细化学品技术领域。

背景技术

丁氧基三乙二醇丙烯酸酯是一种无色透明液体，具有碳碳双键、醚键和酯键三种官能团，性质极其活泼，是一种有广泛应用的有机化合物，可应用于纤维加工、涂料、光固化树脂、胶黏剂、纸张加工和橡胶工业等方面，在现代有机合成工业中占有重要地位，尤其是可用作光固化涂料的单体。

其结构式为：

传统直接酯化法的催化剂多采用硫酸，对设备腐蚀设备严重，存在固废后处理等环境问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直接酯化合成丁氧基三乙二醇丙烯酸酯方法，该方法避免了传统工艺带来的腐蚀设备、环境污染等问题。工艺简单，催化剂与产品易分离，重复使用率高。

本发明的目的是这样实现的：以丙烯酸(AA)和三乙二醇单丁醚(3ED)为原料，采用固体酸催化剂，在带水剂、阻聚剂存在下，在一定反应温度下，经直接酯化反应合成丁氧基三乙二醇丙烯酸酯。

所述催化剂为S₂O₈^2-/SnO₂-SiO₂固体酸催化剂。本发明提供的固体酸催化剂是通过共沉淀法制备的，其质量百分比用量为反应总物料的2.0~6.0%；

作为对本发明的进一步限定，本发明所述方法中原料投料摩尔比为：AA:3ED=1.10~1.50:1，反应温度为130~160℃。

所述阻聚剂选自如下物质中的一种或几种：对苯二酚、对羟基苯甲醚、乙酰丙酮、吩噻嗪。优选吩噻嗪，其质量百分比用量为反应总物料的0.3%。

所述带水剂选自如下物质中的一种：正己烷、环己烷、石油醚、苯、甲苯、乙苯。优选甲苯，其质量百分比用量为反应总物料的15.0~40.0%，最适宜的质量百分比用量为反应总物料的17.5%。

本发明使用的催化剂是S₂O₈^2-/SnO₂-SiO₂固体酸催化剂，按照以下方法制备：将五水四氯化锡配制成一定浓度的溶液，用浓氨水调节为pH=1-3（优选pH=2）的溶胶，剧烈搅拌，在60℃下加入一定量的硅溶胶，搅拌一定时间后加入浓氨水，陈化一定时间后过滤，用去离子水将沉淀物上附着的可溶性盐洗涤除去，干燥至恒重，再置于马弗炉中300~700℃焙烧2-5h，优选3h，研磨。用一定浓度的过硫酸铵溶液，以15mL/g浸渍，将过滤物烘干，再置于马弗炉300~500℃中焙烧2-5h，优选3h，制得S₂O₈^2-/SnO₂-SiO₂固体酸催化剂。

硅溶胶采用碱性硅溶胶，可溶性锡盐采用SnCl₄.5H₂O，锡硅阳离子摩尔比为Sn：Si=1:1~5，载体陈化温度为40~100℃，陈化时间为1~48h，载体焙烧温度为300~700℃，焙烧时间为1~8h。

作为本发明的优选方案：所述S₂O₈^2-/SnO₂-SiO₂固体酸催化剂质量百分比用量为反应总物料的5.0-6.0%，反应投料摩尔比为：AA:3ED=1.30-1.50:1，反应温度为150-160℃，反应时间为5-6h。

再优化方案为，所述S₂O₈^2-/SnO₂-SiO₂固体酸催化剂质量百分比用量为反应总物料的5.0%，反应投料摩尔比为：AA:3ED=1.30-1.40:1，反应温度为150℃，反应时间为6h，阻聚剂吩噻嗪质量百分比用量为反应总物料的0.3%。

本发明的优点是： 采用S₂O₈^2-/SnO₂-SiO₂固体酸催化剂，副反应少，选择性好。克服了传统均相催化剂产物分离困难，腐蚀设备等缺点，对环境污染小，且催化剂可以重复使用，可实现清洁生产。

具体实施方式

以下的实施案例将对本发明作进一步说明，但不因此限制本发明的内容。