一种制备一缩二丙二醇二丙烯酸酯的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备一缩二丙二醇二丙烯酸酯的方法。该方法采用硫酸浸泡处理的离子交换树脂为催化剂，阻聚剂为对苯二酚，甲苯/环己烷混合物为带水剂通过直接酯化法得到。在丙烯酸和二丙二醇的摩尔比为1.2‑3∶1.0；催化剂用量为5‑8％；阻聚剂用量为0.2‑0.5％；反应温度为100‑160℃，反应时间为2‑8小时的条件下，产物收率达到87％。本方法避免了强酸催化剂的污染，简化了一缩二丙二醇二丙烯酸酯的纯化步骤。

【技术实现步骤摘要】
一种制备一缩二丙二醇二丙烯酸酯的方法
本专利技术涉及一种制备一缩二丙二醇二丙烯酸酯的方法。
技术介绍
一缩二丙二醇二丙烯酸酯是近年开发出来的一种新型光固化材料，由于有许多甲基支链，其流平性较优越，具有低粘度、与漆用树脂相溶性好、稀释性佳、低挥发、固化速度快等优点，主要用于辐射固化体系中的活性稀释剂和交联剂。二丙二醇二丙烯酸酯利用紫外光通过物质，引起物质内部交联，没有废物排放，对环境无污染，因而被称为“绿色技术”，可作为树脂交联剂，塑料、橡胶改性剂，广泛应用于密封剂、阻焊油墨、光刻胶、油墨、涂料、干膜、包装粘合剂等领域。近些年来，由于全球紫外光(UV)固化产品市场发展迅猛，尤其是中国UV固化产业的蓬勃发展，极大带动了特种丙烯酸酯单体的合成与应用研究，成为国内外材料领域研究的热点之一。但在一缩二丙二醇二丙烯酸酯合成方面，国外研究的较多，国内尚处于开发阶段，缺乏成熟的合成工艺条件。并且常用的催化剂为浓硫酸，污染严重，不符合目前绿色化工的发展趋势。
技术实现思路
基于以上背景，本专利技术提供了一种制备一缩二丙二醇二丙烯酸酯的方法。该方法采用硫酸浸泡处理的离子交换树脂为催化剂，避免了强酸催化剂的污染，简化了一缩二丙二醇二丙烯酸酯的纯化步骤，产物收率达到87％。所得一缩二丙二醇二丙烯酸酯具有式(1)所示结构。用作催化剂的离子交换树脂需要通过以下方法处理：蒸馏水清洗2-5遍，3％-15％的硫酸浸泡1-6小时，再用蒸馏水清洗2-5遍，过滤，真空干燥3-10小时。本实验采用丙烯酸和二丙二醇的混合物在催化剂作用下直接酯化合成一缩二丙二醇二丙烯酸酯，反应分两步进行：首先C3H4O2与DP6中的一个羟基进行反应，生成一丙烯酸酯，然后，一丙烯酸酯的另一个羟基与C3H4O2反应，生成最终产物一缩二丙二醇二丙烯酸酯。根据一缩二丙二醇的羟基数和丙烯酸的羧基数，酸醇比应该为2∶1。羟基数多于羧基数时有利于一丙烯酸酯的生产，但由于酯化反应是可逆的，反应需要在酸性条件下进行，故为了酯化反应向生成酯的方向进行，需酸过量，但若酸量过多，后期处理提纯较复杂，且若除去不完全丙烯酸留在产物中将会影响产品的纯度，影响产品使用性能。反应结束后直接减压蒸馏把未反应的一缩二丙二醇、丙烯酸、一丙烯酸酯和阻聚剂蒸出来，从而达到提纯产物的作用，然后用抽滤的方式将产物中的杂质滤出。一缩二丙二醇二丙烯酸酯的合成过程中，由于反应速度较慢和平衡常数较小，必须有效的控制影响反应过程的物理和化学因素，以加快反应和促使反应向生成产物方向移动。影响反应过程的主要因素有醇酸比、温度、反应时间、催化剂种类与用量、带水剂种类与用量等。通过研究，确定了最佳制备工艺条件为：丙烯酸和二丙二醇的摩尔比为1.2-3∶1.0；离子交换树脂用量催化剂为酸醇质量的5-8％；对苯二酚为阻聚剂，用量为酸醇质量0.2-0.5％；甲苯：环己烷(体积比)为1-3∶1为带水剂；反应温度为100-160℃；反应时间为2-8h。本方法避免了强酸催化剂的污染，简化了一缩二丙二醇二丙烯酸酯的纯化步骤，产物收率达到87％。具体实施方式实施例1离子交换树脂10g，加入蒸馏水50mL清洗5遍，之后加入50ml15％的硫酸浸泡6小时，过滤，再用蒸馏水50mL清洗5遍，过滤，真空干燥8小时，得到离子交换树脂催化剂11.1g。实施例2将带有搅拌的500ml玻璃反应瓶、通氮气置换三次，一缩二丙二醇134g，丙烯酸144g；离子交换树脂20g；对苯二酚0.9g；甲苯10ml，环己烷20ml，反应温度为100℃；反应时间为2小时，在100℃减压蒸馏1小时左右，过滤得到一缩二丙二醇二丙烯酸酯，收率78％。实施例3将带有搅拌的500ml玻璃反应瓶、通氮气置换三次，加入一缩二丙二醇134g，丙烯酸144g；离子交换树脂20g；对苯二酚0.9g；甲苯10ml，环己烷20ml，反应温度为150℃；反应时间为2小时，在100℃减压蒸馏1小时左右，过滤得到一缩二丙二醇二丙烯酸酯，收率84％。实施例4将带有搅拌的500ml玻璃反应瓶、通氮气置换三次，加入一缩二丙二醇134g，丙烯酸86g；离子交换树脂20g；对苯二酚0.9g；甲苯10ml，环己烷20ml，反应温度为150℃；反应时间为2小时，在100℃减压蒸馏1小时左右，过滤得到一缩二丙二醇二丙烯酸酯，收率70％。实施例3将带有搅拌的500ml玻璃反应瓶、通氮气置换三次，加入一缩二丙二醇134g，丙烯酸144g；离子交换树脂20g；对苯二酚0.9g；甲苯10ml，环己烷20ml，反应温度为160℃；反应时间为3小时，在100℃减压蒸馏1小时左右，过滤得到一缩二丙二醇二丙烯酸酯，收率89％。实施例4将带有搅拌的500ml玻璃反应瓶、通氮气置换三次，加入一缩二丙二醇134g，丙烯酸86g；离子交换树脂20g；对苯二酚0.9g；甲苯10ml，环己烷20ml，反应温度为160℃；反应时间为3小时，在100℃减压蒸馏1小时左右，过滤得到一缩二丙二醇二丙烯酸酯，收率75％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用直接酯化法制备一缩二丙二醇二丙烯酸酯的方法。/n

【技术特征摘要】
1.一种采用直接酯化法制备一缩二丙二醇二丙烯酸酯的方法。


2.权利要求1中一缩二丙二醇二丙烯酸酯具有式(1)所示结构。





3.权利要求1中直接酯化法，采用离子交换树脂为催化剂。


4.权利要求3所述离子交换树脂的处理方法主要步骤为：蒸馏水清洗2-5遍，3％～15％的硫酸浸泡1-6小...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹晨刚，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津;12