[发明专利]一种甲基丙烯酸羟乙酯的制备方法

说明书

本发明公开了一种甲基丙烯酸羟乙酯的制备方法，将催化剂、阻聚剂A溶解于甲基丙烯酸中形成料液A，将环氧乙烷溶于分散剂中形成料液B；按控制的温度的不同将微通道反应装置分成高温控制段和低温控制段，将料液A和料液B连续送入微通道反应装置内让料液A和料液B依次流经高温控制段和低温控制段，以使料液A和料液B在微通道反应装置内边流动边进行反应；向从微通道反应装置流出的反应完成液中加入阻聚剂B，通过蒸馏反应完成液先分离出未反应的分散剂和甲基丙烯酸、然后进一步蒸馏获得甲基丙烯酸羟乙酯粗品；甲基丙烯酸羟乙酯粗品中加入阻聚剂C后再进行精馏，所得馏分即为甲基丙烯酸羟乙酯。该法步骤简单、安全，收率和生产效率高。

技术领域

本发明涉及一种甲基丙烯酸羟乙酯的制备方法。

背景技术

甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）分子中既有活泼的碳碳双键，又有易于进行缩合、脱水、脱氧等反应的-OH基团，可与丙烯酸类单体共聚，制得含活泼羟基的丙烯酸树脂，此类聚合物黏合牢固、不易剥落，具有良好的耐水性，在涂料、黏合剂和纤维处理等方面都有广泛的用途。

甲基丙烯酸羟乙酯的制备方法很多，目前在工业化生产上常用的是甲基丙烯酸和环氧乙烷的开环加成反应法，在反应釜中按一定的烷酸比将环氧乙烷逐步滴加到甲基丙烯酸中，在催化剂和阻聚剂作用下生成甲基丙烯酸羟乙酯。目前通常的做法是采用真空釜将环氧乙烷滴加到甲基丙烯酸中在80-100℃进行反应，环氧乙烷在滴加过程中容易汽化形成气态，一是降低了环氧乙烷的利用率，造成了环氧乙烷的浪费，二是积聚在反应釜顶部的大量气态环氧乙烷形成一个极大的危险源，在静电等作用下容易爆炸。

环氧乙烷浓度过高，易发生爆炸，危险性高，反应强放热，可能产生飞温危险。公开号为CN105272851A的中国专利文件中公开了一种甲基丙烯酸羟乙酯的制备方法，为了降低环氧乙烷浓度高带来的易爆炸危险和易引起副反应而带来的收率低的缺点，该专利文件公开的技术方案是采用三段式管反应器，分三次添加环氧乙烷，有效的解决了环氧乙烷浓度高带来易爆炸和易引起副反应的问题。但是，三次添加环氧乙烷带来了工艺步骤复杂和反应时间长的问题，导致生产效率降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺步骤简单、生产效率高的连续化制备甲基丙烯酸羟乙酯的方法。

为了实现上述发明目的，本发明所提供的甲基丙烯酸羟乙酯的制备方法，包括以下步骤：

将催化剂、阻聚剂A溶解于甲基丙烯酸中形成料液A，将环氧乙烷溶于分散剂中形成料液B；按控制的温度的不同将微通道反应装置分成高温控制段和低温控制段，将料液A和料液B连续送入微通道反应装置内让料液A和料液B依次流经高温控制段和低温控制段，以使料液A和料液B在微通道反应装置内边流动边进行反应；向从微通道反应装置流出的反应完成液中加入阻聚剂B，通过蒸馏反应完成液先分离出未反应的分散剂和甲基丙烯酸、然后进一步蒸馏获得甲基丙烯酸羟乙酯粗品；甲基丙烯酸羟乙酯粗品中加入阻聚剂C后再进行精馏，所得馏分即为甲基丙烯酸羟乙酯。

所述催化剂选自甲基丙烯酸铁、丙烯酸铁、氢氧化铁、硫酸铁、硝酸铁、乙酸铁、甲基丙烯酸铬、三氧化铬、吡啶甲酸铬和甲酸铬中一种或两种以上任意质量比的混合物。

所述阻聚剂A、阻聚剂B或阻聚剂C均选自甲基对苯二酚、二丁基二硫代氨基甲酸铜、ZJ-701和对羟基苯甲醚中的一种或两种以上任意质量比的混合物。

所述催化剂、阻聚剂A和甲基丙烯酸的质量比为5-20:3-30:1000。

所述分散剂为氯仿，环氧乙烷与分散剂的体积比为1:2-6。

所述甲基丙烯酸和环氧乙烷进入微通道反应装置内的量按甲基丙烯酸和环氧乙烷的摩尔比为1.1-2:1计。

所述微通道反应装置的高温控制段的控制温度为50-95℃、低温控制段的控制温度为40-85℃；料液A和料液B流经高温控制段的时间为1s-2min、流经低温控制段的时间为2min-5min。