[发明专利]制备碳酸乙烯酯的方法

权利要求书

1.一种制备碳酸乙烯酯的方法，以环氧乙烷和二氧化碳为原料，在反应温度为60～200℃，反应压力为0.1～10.0兆帕，催化剂与环氧乙烷的重量比为0.001～1的条件下，反应原料与催化剂接触生成碳酸乙烯酯；所述催化剂为卤素型复合咪唑基树脂，其制备方法包括以下步骤：

1)将助剂一配成水溶液A；将单体、共聚单体、纳米材料、引发剂以及助剂二配成溶液B；

所述单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、4-丁基苯乙烯或丙烯腈中的至少一种；所述共聚单体选自双甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯基苯、二乙烯基苯基甲烷或二乙烯基苯中的至少一种；所述纳米材料选自多壁碳纳米管、单壁碳纳米管、C60或C70富勒烯中的至少一种；所述引发剂选自过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、过氧化月桂酰或异丙苯过氧化氢中的至少一种；所述助剂一选自聚乙烯醇、明胶、淀粉、甲基纤维素、膨润土或碳酸钙中的至少一种；所述助剂二选自脂肪烃、聚苯乙烯、汽油、脂肪酸或石蜡中的至少一种；

其中，以重量百分比计，单体的用量为85～95％，共聚单体的用量为2～5％，纳米材料的用量为0.1～3％，引发剂的用量为0.1～10％；助剂一的用量为单体用量的150～400％，助剂二的用量为单体用量的50～100％；

2)将溶液B与溶液A混合，反应得到复合微球；

3)向所述复合微球中加入氯甲基化试剂和氯化锌，得到复合氯球；

4)向所述复合氯球中加入咪唑衍生物反应后得到氯型复合咪唑基树脂；所述咪唑衍生物结构式为其中R为甲基、乙基、丙基、异丙基、丙烯基、正丁基或正戊基；

步骤4)反应过程为：向所述复合氯球中加入相当于复合微球重量200～700％的有机溶剂、30～300％的咪唑衍生物，回流状态下反应4～30小时，经洗涤、烘干后得到所述氯型复合咪唑基树脂；其中，所述有机溶剂选自乙腈、苯甲腈、甲苯、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、氯仿或二氯乙烷中的至少一种；

5)向所述氯型复合咪唑基树脂中加入金属卤盐溶液交换后得到所述卤素型复合咪唑基树脂；

步骤5)反应过程为：向所述氯型复合咪唑基树脂中加入相当于氯型复合咪唑基树脂重量20～200％的金属卤盐、200～2000％的水，在室温下搅拌1～20小时，经过滤、洗涤和烘干后得到所述卤素型复合咪唑基树脂；其中，所述金属卤盐包括NaBr、KBr、LiBr、NaI、KI、LiI、MgBr₂、MgI₂、CaBr₂、CaI₂、SrBr₂、SrI₂、BaBr₂或BaI₂中的至少一种。

2.根据权利要求1所述制备碳酸乙烯酯的方法，其特征在于所述水溶液A的重量百分比浓度为0.5～2％。

3.根据权利要求1所述制备碳酸乙烯酯的方法，其特征在于步骤2)反应过程为：溶液B在60～75℃预聚合0.5～2.5小时，然后将溶液B与溶液A混合，升温至70～90℃反应5～15小时，再升温至90～100℃反应5～15小时；反应结束后，经抽提、洗涤、过滤、干燥、过筛，得到粒径范围0.35～0.60毫米的复合微球。

4.根据权利要求1所述制备碳酸乙烯酯的方法，其特征在于步骤3)反应过程为：向所述复合微球中加入相当于复合微球重量200～500％的氯甲基化试剂，以及相当于复合微球重量20～70％的氯化锌催化剂，在30～60℃下反应8～30小时，经过滤、洗涤得到复合氯球，烘干至恒重；所述氯甲基化试剂选自氯甲醚或1,4-二氯甲氧基丁烷中的至少一种。

5.根据权利要求1所述制备碳酸乙烯酯的方法，其特征在于所述单体选自苯乙烯；所述共聚单体选自二乙烯基苯；所述纳米材料选自多壁碳纳米管；所述引发剂选自过氧化苯甲酰。

6.根据权利要求1所述制备碳酸乙烯酯的方法，其特征在于所述助剂一选自聚乙烯醇；所述助剂二选自聚苯乙烯。

7.根据权利要求1所述制备碳酸乙烯酯的方法，其特征在于反应温度为80～160℃，反应压力为0.5～8.0兆帕，催化剂与环氧乙烷的重量比为0.005～0.5。