本發(fā)明涉及化學(xué)領(lǐng)域的制備方法,更具體地,涉及一種一種1,6-己二醇二丙烯酸酯的制備方法。
背景技術(shù):
1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA),是一種目前UV涂料領(lǐng)域用量很大的二官能丙烯酸酯單體,具有優(yōu)越的綜合性能,固化漆膜性能好,同時(shí)具有很強(qiáng)的稀釋能力,在諸多領(lǐng)域被應(yīng)用,如光固化涂料、印刷油墨、粘合劑和復(fù)合材料等。目前生產(chǎn)此單體的方法一般是通過直接酯化法,通過酯化反應(yīng)后,經(jīng)過堿液中和、萃取、水洗以及真空脫除溶劑,最終得到產(chǎn)品。具體是由1,6-己二醇與丙烯酸,在催化劑(如甲基磺酸、對(duì)甲基苯磺酸、無機(jī)雜多酸)及阻聚劑(如對(duì)苯二酚、對(duì)羥基苯甲醚、苯酚、硫酸銅、氯化銅、氯化亞銅等一種或幾種)的作用下,通過使用帶水溶劑(如甲苯、正庚烷、正己烷、環(huán)己烷等一種或幾種)不斷進(jìn)行酯化脫水,酯化反應(yīng)結(jié)束后,用低濃度堿液中和酯化液中過量的酸、酸性催化劑以及萃取出阻聚劑,最后抽真空脫除帶水溶劑。實(shí)際生產(chǎn)中,為了增加酯化反應(yīng)程度,通常丙烯酸是過量10-15%,而過量未反應(yīng)的丙烯酸、催化劑以及阻聚劑必須去除,現(xiàn)有技術(shù)唯一方法是采用上述中和、萃取、水洗的工藝,生產(chǎn)一噸的產(chǎn)品約產(chǎn)生1噸的廢水,同時(shí)損耗了大量的丙烯酸,不僅廢水處理成本高,產(chǎn)品收率也低,是一種極不環(huán)保的生產(chǎn)工藝。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決以的技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種1,6-己二醇二丙烯酸酯的制備方法,取1,6-己二醇(HDO)37wt%,丙烯酸43.8wt%,固體超強(qiáng)酸催化劑2wt%,對(duì)苯二酚500ppm,次磷酸0.23wt%,環(huán)己烷16wt%。投入反應(yīng)釜混合攪拌,通空氣,打開蒸汽閥門緩慢加熱,控制汽壓在0.5Mpa左右,1小時(shí)升溫到70-80℃,并保持30分鐘,控制蒸氣壓為0.5Mpa,反應(yīng)溫度80-91℃,反應(yīng)9-11小時(shí),反應(yīng)結(jié)束,取樣送檢,檢測(cè)酯化酸值20-50mgKOH/g左右時(shí),既得。
還包括兩個(gè)步驟:
S1. 酯化反應(yīng)后物料經(jīng)丙烯酸萃取以及過濾后,檢測(cè)酸值≤5mgKOH/g,準(zhǔn)備脫除溶劑,
S2. 開啟真空機(jī)組,保持真空度-0.09Mpa以上,控制物料溫度在60-90℃,脫去溶劑,經(jīng)冷卻得產(chǎn)品,收率95%以上。
本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處,提供一種能大幅度減少?gòu)U水排放,以及提高產(chǎn)品收率的1,6-己二醇二丙烯酸酯的制備方法。
本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn),主要改進(jìn)是酯化反應(yīng)時(shí),使用固體超強(qiáng)酸代替現(xiàn)有常用酸性液體型催化劑(甲基磺酸、對(duì)甲苯磺酸、濃硫酸等)。該型固體超強(qiáng)酸是經(jīng)過特殊處理后的金屬氧化物,使催化劑能提供合適的比表面積、增加酸中心密度、增加抗毒物能力以及高效的催化活性,并且該型催化劑還可以通過過濾、活化后重復(fù)使用,實(shí)現(xiàn)了在原有中和、萃取、水洗工藝上,不需要用堿洗去除酸性液體催化劑。通過使用固體超強(qiáng)酸作催化劑,并結(jié)合丙烯酸萃取技術(shù),使得不需經(jīng)過中和、萃取就能達(dá)到去除產(chǎn)物中未反應(yīng)的丙烯酸及催化劑等的目的,極大的減少了廢水的產(chǎn)生,克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足,實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的,實(shí)現(xiàn)了清潔、環(huán)保生產(chǎn)。具體說,本發(fā)明1,6-己二醇二丙烯酸酯制備方法,包括1,6-己二醇二丙烯酸酯在溶劑中酯化,去酸,去阻聚劑,脫除溶劑,其特征在于酯化反應(yīng)時(shí)使用了固體超強(qiáng)酸作為催化劑,酯化后不需要經(jīng)過多次中和、萃取等水洗工藝,即可進(jìn)行抽真空脫除溶劑。
本發(fā)明中固體超強(qiáng)酸催化劑,主要是代替現(xiàn)有合成技術(shù)中酸性液體催化劑。試驗(yàn)表明,本發(fā)明通過使用固體超強(qiáng)酸作為酯化反應(yīng)時(shí)的催化劑,該型催化劑不僅催化效率高,經(jīng)活化后還可以循環(huán)重復(fù)利用,大大減少了廢水的產(chǎn)生量。
本發(fā)明1,6-己二醇二丙烯酸酯制備方法,相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù),通過使用固體超強(qiáng)酸代替酸性液體催化劑,相比于常規(guī)中和、萃取、水洗工藝,生產(chǎn)過程基本無洗滌廢水產(chǎn)生,減少了生產(chǎn)過程中廢水的排放,固體超強(qiáng)酸可以回收經(jīng)活化后再利用,是一種節(jié)能減耗環(huán)保新工藝。其次,不用水洗,無產(chǎn)物被水洗滌浪費(fèi),提高了產(chǎn)品收率,可增加收率5%以上。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明。除非特別說明,本發(fā)明采用的試劑、設(shè)備和方法為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)市購(gòu)的試劑、設(shè)備和常規(guī)使用的方法。
實(shí)施例1
(1)取1,6-己二醇(HDO)37wt%,丙烯酸43.8wt%,固體超強(qiáng)酸催化劑2wt%,對(duì)苯二酚500ppm,次磷酸0.23wt%,環(huán)己烷16wt%。投入反應(yīng)釜混合攪拌,通空氣,打開蒸汽閥門緩慢加熱,控制汽壓在0.5Mpa左右,1小時(shí)升溫到70-80℃,并保持30分鐘,控制蒸氣壓為0.5Mpa,反應(yīng)溫度80-91℃,反應(yīng)9-11小時(shí),反應(yīng)結(jié)束,取樣送檢,檢測(cè)酯化酸值20-50mgKOH/g左右時(shí),表明反應(yīng)結(jié)束。
(2) 酯化反應(yīng)后物料經(jīng)丙烯酸萃取以及過濾后,檢測(cè)酸值≤5mgKOH/g,準(zhǔn)備脫除溶劑。
(3) 開啟真空機(jī)組,保持真空度-0.09Mpa以上,控制物料溫度在60-90℃,脫去溶劑,經(jīng)冷卻得產(chǎn)品,收率95%以上。
實(shí)施例2
(1)取1,6-己二醇(HDO)37wt%,丙烯酸43.8wt%,甲基磺酸催化劑2wt%,對(duì)苯二酚500ppm,次磷酸0.23wt%,環(huán)己烷16wt%。投入反應(yīng)釜混合攪拌,通空氣,打開蒸汽閥門緩慢加熱,控制汽壓在0.5Mpa左右,1小時(shí)升溫到70-80℃,并保持30分鐘,控制蒸氣壓為0.5Mpa,反應(yīng)溫度80-91℃,反應(yīng)9-11小時(shí),反應(yīng)結(jié)束,取樣送檢,檢測(cè)酯化酸值20-50mgKOH/g左右時(shí),表明反應(yīng)結(jié)束。
(2)向反應(yīng)釜中加入10%環(huán)己烷后,加入50wt%堿液洗滌,靜置分層,取上層有機(jī)相,直至上層相酸值接近零。
(3)向反應(yīng)釜中加入50wt%堿液洗滌,靜置分層,取上層有機(jī)相,直至上層相的阻聚劑被完全萃取。
(4)向反應(yīng)釜中加入蒸餾水25wt%洗滌,靜置分層,取上層有機(jī)相。
(5)開啟真空機(jī)組,保持真空度-0.09Mpa以上,控制物料溫度在60-90℃,脫去溶劑,經(jīng)冷卻得產(chǎn)品,收率90%。