一种间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种间苯二甲酸二甲酯

【技术实现步骤摘要】
一种间苯二甲酸二甲酯
‑5‑
磺酸钠的制备方法


[0001]本专利技术涉及间苯二甲酸二甲酯
‑5‑
磺酸钠制备领域，具体涉及一种间苯二甲酸二甲酯
‑5‑
磺酸钠的制备方法。

技术介绍

[0002]间苯二甲酸二甲酯
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磺酸钠（SIPM），俗称三单体，分子式为C
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H9NaO7S，是一种重要的差别化改性剂，主要用于涤纶、胶片等领域。其中涤纶为三单体主要的应用领域，主要用于合成阳离子改性聚酯CDP的第三单体。
[0003]在聚酯切片中引入SIPM可生产阳离子改性涤纶长丝，其外观虽然与普通涤纶长丝没有太大的区别，但是由于采用了阳离子改性，不仅大大改善了纤维的吸色性能，而且降低了结晶度，从而进一步适应聚酯纤维的仿真丝化。通过仿真丝化可使CDP纤维具有常压染色，染色过程中，对纤维的玷污性小，向纤维内部的扩散速率快，且无环境污染现象。且染色后色泽鲜艳、色牢度高、不易褪色的特性，同时还能够使纤维具有良好的抗静电、吸湿、抗起球和透气性能。
[0004]近几年来，以间苯二甲酸二甲酯
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磺酸钠为原料，制得的阳离子染料可染聚酯，在以下领域的应用中取得了突破性的进展：（1）海岛纤维，特别是时装、人造革、高性能过滤材料、高性能用纸、生物医学材料等；（2）合成水溶性聚酯；（3）改善聚丙烯纤维染色性的聚酯共混添加剂；（4）替代腈纶生产阳离子改性涤纶毯等。
[0005]目前国内三单体行业中，采用间苯二甲酸为原料，制备间苯二甲酸二甲酯
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磺酸钠的方法，主要为：（1）磺酸结晶法，即采用三氧化硫或发烟硫酸磺化间苯二甲酸，然后经结晶、除酸、酯化、中和、精制步骤，制得产品SIPM；（2）氯磺酸磺化，即以氯磺酸为磺化剂进行磺化，然后经中和、过滤、烘干制得间苯二甲酸
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磺酸钠，再经酯化、中和，制得产品SIPM；（3）发烟硫酸“一锅煮”法，即采用不同浓度的发烟硫酸磺化间苯二甲酸，磺化物不经分离，利用剩余废酸作为催化剂直接进行酯化、综合、精制，制得产品SIPM。（4）酯化磺化法，即间苯二甲酸先加甲醇进行酯化，制取间苯二甲酸二甲酯，然后与间苯二甲酸混合，用三氧化硫或发烟硫酸进行磺化后，进行酯化、中和、精制，制得产品SIPM。
[0006]目前现有技术中，各主要生产企业的主流制备工艺为，先采用不同浓度的浓硫酸磺化，后采用过量甲醇酯化的工艺路线。申请人经研究发现，为保证磺化效果及产品纯度等指标，往往采用过量的浓硫酸进行磺化，其不仅影响生产安全，并且会产生大量的废酸液，后续步骤处理压力大，特别是中和步骤中需采用大量的碱性物质中和废酸液，操作复杂，生产成本、时间成本、人力成本居高不下。
[0007]中国专利CN102633693A公开了一种间苯二甲酸二甲酯
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磺酸钠的合成方法，其将磺化步骤划分为三个温度区间，在阶段性升温、保温磺化的同时，分别采用不同的催化物质（硫酸镉、二氧化硅、硫酸汞），对磺化反应进行催化处理。但是该技术方案的缺陷在于，采用不同催化物质的多阶段磺化操作在实际生产过程中，操作复杂，容错率低，不能满足大规模工业化生产的要求；同时，所采用的催化物质导致反应母液中重金属含量逐渐升高，长期
套用会影响SIPM产品性能；且各重金属的环境友好性差，废液处理难度大。
[0008]中国专利CN102633693A公开了一种间苯二甲酸二甲酯
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磺酸钠的合成方法，其将磺化步骤划分为两个温度区间，并采用负载型催化剂，对磺化反应进行催化处理。但是该技术方案的缺陷在于，催化剂活性不理想，催化剂投加量大；并且该催化剂多次套用后，制得的SIPM产品无法获得理想的纯度及收率指标，其催化剂实际使用寿命有待提高。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种间苯二甲酸二甲酯
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磺酸钠的制备方法，以实现操作简洁、环境友好度高、磺化反应收率高、副反应少，SIPM产品纯度高的专利技术目的。
[0010]为解决以上技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：一种间苯二甲酸二甲酯
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磺酸钠的制备方法，包括：磺化、酯化、中和、后处理。
[0011]所述磺化，包括：一次反应、二次反应。
[0012]所述一次反应，将预定份数的发烟硫酸投入至磺化釜内，然后投入磺化催化剂；控制磺化釜内物料以1
‑
3℃/min的升温速率，升温至80
‑
90℃，保温并投入间苯二甲酸总用量的35
‑
45%，搅拌均匀；然后升温至100
‑
110℃，投入剩余量的间苯二甲酸，保温反应一段时间。
[0013]所述二次反应，搅拌条件下，控制磺化釜内物料以0.2
‑
0.5℃/min的升温速率，升温至130
‑
135℃，保温反应一段时间，制得磺化物。
[0014]优选的，所述间苯二甲酸：发烟硫酸：磺化催化剂的重量份比值为1:0.77
‑
0.82:0.06
‑
0.1。
[0015]进一步的，所述磺化催化剂，由以下制备方法制得：预处理、改性、造粒、活化。
[0016]所述预处理，将球磨后的活性炭投入至乙醇溶液中，搅拌一段时间后，滤出固体物；然后将固体物投入至磷酸溶液中，升温至35
‑
45℃，保温搅拌一段时间，滤出固体物；然后采用去离子水淋洗至中性；真空烘干，制得预处理后的活性炭。
[0017]优选的，所述活性炭的规格为，粒径为40
‑
60目，比表面积为1000
‑
1200m2/g，平均孔径为4
‑
8nm，经XRD测定的石墨化度G值为60
‑
70%。
[0018]所述改性，将预定份数的甲苯、聚乙二醇、甲苯基二苯基磷酸酯、对甲苯磺酸、预处理后的活性炭混合，回流反应18
‑
24h，制得反应物；然后将反应物置于真空度为0.01
‑
0.03MPa环境下，在112
‑
120℃温度条件下，保温蒸馏至无气相产生，制得蒸馏液；将蒸馏液投入至15
‑
20倍体积的去离子水中，超声震荡3
‑
8h，滤出固体物，然后经冻干处理制得改性活性炭。
[0019]优选的，所述甲苯、聚乙二醇、甲苯基二苯基磷酸酯、对甲苯磺酸、预处理后的活性炭的重量份比值为140
‑
200:10
‑
12:0.5
‑
0.8:4
‑
5:15
‑
25。
[0020]所述造粒，将改性制得的活性炭、五氧化二锑、二丁基氧化锡、氯化铜混合，在300
‑
400rpm转速条件下，研磨3
‑
5h，制得研磨物；将预定份数的研本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种间苯二甲酸二甲酯
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磺酸钠的制备方法，其特征在于，包括：磺化、酯化、中和、后处理；所述磺化，包括：一次反应、二次反应；所述一次反应，将预定份数的发烟硫酸投入至磺化釜内，然后投入磺化催化剂；控制磺化釜内物料以1
‑
3℃/min的升温速率，升温至80
‑
90℃，保温并投入间苯二甲酸总用量的35
‑
45%，搅拌均匀；然后升温至100
‑
110℃，投入剩余量的间苯二甲酸，保温反应一段时间；所述二次反应，搅拌条件下，控制磺化釜内物料以0.2
‑
0.5℃/min的升温速率，升温至130
‑
135℃，保温反应一段时间，制得磺化物。2.根据权利要求1所述的间苯二甲酸二甲酯
‑5‑
磺酸钠的制备方法，其特征在于，所述间苯二甲酸：发烟硫酸：磺化催化剂的重量份比值为1:0.77
‑
0.82:0.06
‑
0.1。3.根据权利要求1所述的间苯二甲酸二甲酯
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磺酸钠的制备方法，其特征在于，所述磺化催化剂，由以下制备方法制得：预处理、改性、造粒、活化；所述预处理，将球磨后的活性炭投入至乙醇溶液中，搅拌一段时间后，滤出固体物；然后将固体物投入至磷酸溶液中，升温至35
‑
45℃，保温搅拌一段时间，滤出固体物；然后采用去离子水淋洗至中性；真空烘干，制得预处理后的活性炭。4.根据权利要求3所述的间苯二甲酸二甲酯
‑5‑
磺酸钠的制备方法，其特征在于，所述活性炭的规格为，粒径为40
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60目，比表面积为1000
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1200m2/g，平均孔径为4
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8nm，经XRD测定的石墨化度G值为60
‑
70%。5.根据权利要求3所述的间苯二甲酸二甲酯
‑5‑
磺酸钠的制备方法，其特征在于，所述改性，将预定份数的甲苯、聚乙二醇、甲苯基二苯基磷酸酯、对甲苯磺酸、预处理后的活性炭混合，回流反应18
‑
24h，制得反应物；然后将反应物置于真空度为0.01
‑
0.03MPa环境下，在112
‑
120℃温度条件下，保温蒸馏至无气相产生，制得蒸馏液；将蒸馏液投入至15
‑
20倍体积的去离子水中，超声震荡3
‑
8h，滤出固体物，然后经冻干处理制得改...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐筷，
申请(专利权)人：潍坊沃尔特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：