[发明专利]一种无放大效应的过氧化新癸酸叔丁酯的连续流合成工艺

说明书

本发明提供一种无放大效应的过氧化新癸酸叔丁酯的连续流合成工艺，所述的合成工艺是以过氧化叔丁醇、碱液、新癸酰氯为原料，连续依次经碱化反应、酯化反应以及淬灭步骤得到过氧化新癸酸叔丁酯，所述的合成工艺在一体化连续流反应器中进行，在所述一体化连续流反应器的进料口不间断加入反应原料过氧化叔丁醇、碱液、新癸酰氯，在所述一体化连续流反应器出料口不间断得到过氧化新癸酸叔丁酯，无放大效应，反应总时间≤180s。与传统的生产工艺相比，温度大幅提升，反应总时间大大缩短，无放大效应，产品指标稳定、重现性好。

技术领域

本发明涉及化学领域，具体涉及一种过氧化新癸酸叔丁酯的连续流合成工艺。

背景技术

过氧酯是重要的有机过氧化物，如过氧化新癸酸叔丁酯，过氧化新癸酸异丙苯酯，和过氧化新癸酸-1,1,3,3-四甲基丁酯。过氧酯是自由基聚合反应的低温引发剂，广泛用于聚乙烯(LDPE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、苯乙烯共聚物(如，ABS)、聚甲基丙烯酸酯(PMMA)和聚醋酸乙烯酯(PVAc)等生产领域。同时，其也是不饱和聚酯的高温固化剂。

自从1901年Baeyer和Villiger报道制取了第一例过氧酯至今，已有许多过氧酯产品问世，从实验室规模到工业化规模的制备均有报道。目前，总体上看，绝大部分过氧酯的制备都是通过酰化工序(Acylation procedures)完成的。其基本原理为：将过氧醇与酰化剂(包括酰氯、酸酐、烯酮、硫酰氯、碳酰氯、氯仿、异氰酸酯的氨基甲酰氯(Carbamylchloride)等)进行反应而制备的。下面的反应即该原理的具体形式：

过氧酯是非常活泼的化合物，极易分解为高反应活性的自由基和氧，该过程中会释放大量的热甚至引发爆炸。作为有机过氧化物，其重要特征是自加速分解温度(SADT)，在等于或高于自加速分解温度下，有机过氧化物分解反应放热速率与环境散热速率是失衡的，即体系热量在不断累积，此时，有机过氧化物可通过热分解导致危险的自加速分解反应和在不利环境下的爆炸或起火。与不相容的物质接触以及提高机械应力可导致在等于或低于SADT下的分解。

不同有机过氧化物，自分解加速温度和热稳定性会有很大差别。同时由于结构差异，不同有机过氧化物的合成路线和所需原料都不同的，原料的物理、化学性质也千差万别。这众多差异导致不存在一个所谓“通用”的工艺过程能适用所有的有机过氧化物，不同的有机过氧化物的合成工艺也无法相互移植套用。每个具体有机过氧化物的合成都需要根据其自加速分解温度和热稳定性以及使用原料的物理、化学性质来专门设计开发个性化的适用工艺过程、条件和参数。例如，过氧化二异丁酰的自分解加速温度(SADT)为0℃，10小时半衰期对应的温度为23℃；过氧化新癸酸异丙苯酯的自分解加速温度(SADT)为10℃，10小时半衰期对应的温度为38℃；过氧化新戊酸叔丁酯的自分解加速温度(SADT)为20℃，10小时半衰期对应的温度为57℃；而过氧化2-己基乙酸叔丁酯的自分解加速温度(SADT)则为35℃，10小时半衰期对应的温度为72℃；对于过氧化叔丁醇(TBHP)，其自分解加速温度(SADT)更高达80℃，10小时半衰期对应的温度为98℃。

过氧化新癸酸叔丁酯，缩写为BNP，主要用于高压聚乙烯(LDPE)的优良低温引发剂，多用于管式法工艺，可同引发剂过氧化特戊酸叔丁酯、过氧化-2-乙基已酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯等共同组成复合引发剂体系，聚合效果更好。是不饱和聚酯的高温固化剂。可用于氯乙烯，苯乙烯或苯乙烯的共聚物聚合引发剂及甲基丙烯酸酯、醋酸乙烯酯的聚合引发剂，过氧化新癸酸叔丁酯的自加速分解温度(SADT)为20℃，10小时半衰期对应的温度为46℃。

BNP的合成原料为过氧化叔丁醇，氢氧化钠或氢氧化钾和新癸酰氯。目前，多采用间歇工艺来生产，反应温度通常在20℃以下，收率为90％以上，储存温度一般要低于-10℃。反应方程式如下：