一种离子液体催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种离子液体催化剂及其制备方法与应用，离子液体催化剂由1,3

【技术实现步骤摘要】
一种离子液体催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于丙烯酸酯合成的
，涉及催化剂和(甲基)丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯的合成方法，具体涉及一种离子液体催化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003](甲基)丙烯酸双环戊二烯酯分子结构中拥有两个可聚合的基团，分别为丙烯酸上的双键和多脂环上的烯丙基，丙烯酸上的双键可使单体进行自由基聚合，多脂环上的烯丙基可使单体进行类似于干性油在空气中进行氧化聚合，相应的聚合物具有附着力高、固化收缩率低、热稳定性强的特性，因此是一类性能优良的高分子单体，在涂料、油墨、粘合剂等行业有着广泛的应用，但缺点是有一种特殊的、令人不愉快的气味。研究发现，在双环戊二烯和(甲基)丙烯酸酯之间引入乙氧基，合成(甲基)丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯，可以消除这一特殊的气味，同时保持(甲基)丙烯酸双环戊二烯酯的优良性能。
[0004]据专利技术人研究了解，(甲基)丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯一般采用两步法合成。例如专利US4097677中以双环戊二烯和乙二醇为原料，在催化剂三氟化硼乙醚络合物作用下合成乙二醇单双环戊二烯基醚，再以对甲苯磺酸为催化剂、正庚烷为带水剂、对苯二酚为阻聚剂，甲基丙烯酸与乙二醇基双环戊烯基醚反应合成甲基丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯。但是，专利技术人研究发现，这种方法中使用甲苯磺酸作为第二步酯化反应的催化剂容易造成设备的腐蚀且待反应结束后不易分离产物。
[0005]也有工艺使用一步合成法，专利CN106045849A中在适当的催化剂如三氟化硼乙醚络合物、氯磺酸、氟磺酸、三氟磺酸、三氟甲烷磺酸、多聚磷酸、磷钨酸、硅钨酸等中的一种和多种阻聚剂存在下，一步法合成(甲基)丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯。专利技术人研究发现，该工艺虽然采用一步合成法工艺简单，但产物产率及纯度不高，且采用的催化剂为有机或者无机强酸，这些强酸性催化剂往往带来设备腐蚀、能耗高、分离困难等问题。
[0006]另外，专利技术人还了解到，现有技术中在合成工艺和设备方面，多采用釜式间歇反应器进行工艺生产，但是使用釜式反应器有安全性能差、劳动密集、生产效率低且副产物较多等缺陷。再就是在传统的两步合成法中，往往需要分次加入不同的催化剂来催化反应，使得工艺繁琐。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种离子液体催化剂及其制备方法与应用，本专利技术提供的离子液体催化剂对设备腐蚀较小，使用该催化剂制备(甲基)丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯，添加量少、催化效率高、产物收率高，易与产品分离，且在两步法合成过程中，仅需一次加入。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0009]一方面，一种离子液体催化剂，由1,3
‑
二甲基
‑2‑
咪唑啉酮硫酸氢盐离子液体与1
‑
乙基咪唑硫酸氢盐离子液体混合形成。
[0010]经过实验表明，当1,3
‑
二甲基
‑2‑
咪唑啉酮硫酸氢盐离子液体与1
‑
乙基咪唑硫酸氢盐离子液体混合后作为催化剂时，比任一一种离子液体直接作为催化剂的催化效率好、产物收率更高，表明1,3
‑
二甲基
‑2‑
咪唑啉酮硫酸氢盐离子液体与1
‑
乙基咪唑硫酸氢盐离子液体混合后作为催化剂能够产生协同作用，从而进一步增加制备(甲基)丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯的催化效果。
[0011]为了使1,3
‑
二甲基
‑2‑
咪唑啉酮硫酸氢盐离子液体与1
‑
乙基咪唑硫酸氢盐离子液体更好的混合，另一方面，一种上述离子液体催化剂的制备方法，在干燥条件下，将1,3
‑
二甲基
‑2‑
咪唑啉酮硫酸氢盐离子液体与1
‑
乙基咪唑硫酸氢盐离子液体加热融化进行混合。
[0012]由于1,3
‑
二甲基
‑2‑
咪唑啉酮硫酸氢盐离子液体与1
‑
乙基咪唑硫酸氢盐离子液体易吸潮，因而需要在干燥条件下保存以防止吸潮。同时经过加热后，能够使1,3
‑
二甲基
‑2‑
咪唑啉酮硫酸氢盐离子液体与1
‑
乙基咪唑硫酸氢盐离子液体混合更均匀，从而使离子液体催化剂发挥出更好的催化效果。
[0013]第三方面，一种上述离子液体催化剂催化制备(甲基)丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯中的应用。
[0014]第四方面，一种(甲基)丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯的制备方法，在上述离子液体催化剂的催化条件下，双环戊二烯与乙二醇进行加成反应形成乙二醇基双环戊二烯基醚，然后乙二醇基双环戊二烯基醚与(甲基)丙烯酸进行酯化反应获得(甲基)丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯。
[0015]第五方面，一种(甲基)丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯的合成工艺，提供管式反应器和微通道反应器；
[0016]将上述离子液体催化剂、双环戊二烯与乙二醇加入至微通道反应器中进行加成反应，将微通道反应器出口物料中的乙二醇去除，然后将去除乙二醇的物料与(甲基)丙烯酸加入至管式反应器中进行酯化反应。
[0017]本专利技术选择微通道反应器进行加成反应，选择管式反应器进行酯化反应，能够大大提高反应速率和转化率。
[0018]本专利技术的有益效果为：
[0019](1)本专利技术设计合成的离子液体可以解决传统有机无机强酸催化酯化反应效率低、能耗大、二次污染严重等问题，且对设备的腐蚀性大大降低。
[0020](2)选择混合后的离子液体作为催化剂，因为两个混合离子液体混合后之间的协同作用比单种离子液体催化效果更好。
[0021](3)本专利技术提供不仅可用于双环戊二烯与乙二醇的加成反应过程，还可以用于乙二醇基双环戊二烯基醚与(甲基)丙烯酸的酯化反应。所以仅需要添加一次催化剂即可，优化了工艺流程。
[0022](4)本专利技术在工艺反应过程中催化剂与水、产物酯实现液液分相，产物(甲基)丙烯酸双环戊二烯酯在下层，而催化剂与反应生成的水在上层，催化剂将反应生成的水吸收，使反应源源不断向右进行生成酯。
[0023](5)本专利技术提供的催化剂只需要经过简单的去除水分就可循环利用多次，催化效果几乎不变，可实现催化剂的多次重复利用。
[0024](6)本专利技术对微通道反应器与管式反应器的选择可以降低物耗，提高转化率，反应时间由之前的6～10h缩短至3～5h，有助于节能减排，实现绿色生产。
附图说明
[0025]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0026]图1为本专利技术实施例的制备(甲基)丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯的工艺流程图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子液体催化剂，其特征是，由1,3
‑
二甲基
‑2‑
咪唑啉酮硫酸氢盐、1
‑
乙基咪唑硫酸氢盐混合形成。2.如权利要求1所述的离子液体催化剂，其特征是，1
‑
乙基咪唑硫酸氢盐、1,3
‑
二甲基
‑2‑
咪唑啉酮硫酸氢盐的质量分数比为7～8:2～3。3.一种权利要求1或2所述的离子液体催化剂的制备方法，其特征是，在干燥条件下，将1,3
‑
二甲基
‑2‑
咪唑啉酮硫酸氢盐、1
‑
乙基咪唑硫酸氢盐加热融化进行混合。4.如权利要求3所述的离子液体催化剂的制备方法，其特征是，加热温度为45～65℃；或，加热混合后，在冷却过程中每隔设定时间段对混合物物料进行摇晃。5.一种权利要求1或2所述的离子液体催化剂催化制备(甲基)丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯中的应用。6.一种(甲基)丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯的制备方法，其特征是，在权利要求1或2所述的离子液体催化剂的催化条件下，双环戊二烯与乙二醇进行加成反应形成乙二醇基双环戊二烯基醚，然后乙二醇基双环戊二烯基醚与(甲基)丙烯酸进行酯化反应获得(甲基)丙烯酸双环戊二烯基氧乙酯。7.如权利要求6所述的(甲基)丙烯酸双环戊二烯基氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚慧玲，王明陆，郑万强，赵胜国，杨申建，邢训坤，李田田，
申请(专利权)人：山东瑞博龙化工科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：