一種壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的製備方法
2023-09-20 12:44:30
一種壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的製備方法，屬於精細化學品製備【技術領域】。所述方法在溶劑、催化劑、抗氧化劑和阻聚劑存在的條件下，將壬基酚聚氧乙烯醚與丙烯酸進行直接酯化反應，並通過減壓蒸餾、分子蒸餾及加壓過濾等工藝對其進行提純，製備出純度高、色澤好、粘度低的壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯。本發明使用工業級原料，製備方法操作簡單，易控制，反應周期短，生產效率較高，可用於大規模工業化生產。
【專利說明】一種壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及精細化學品製備【技術領域】，特別涉及一種壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯 的製備方法。
【背景技術】
[0002] 壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯是一種重要的丙烯酸酯類產品，常用作紫外光固化光 纖塗料中的活性反應單體。其即能溶解或分散成膜物質，降低體系粘度；又能在塗料成膜過 程中參與成膜反應，形成不揮發組分而留在塗膜中，從而保持塗膜的性能，可製備出性能優 良的紫外固化光纖塗料。
[0003] 現有技術將烷基酚聚氧乙烯醚與丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的混合物進行共沸脫 水，使其進行酯交換反應，得到烷基酚聚氧乙烯醚（甲基）丙烯酸酯。
[0004] 在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：
[0005] 現有技術所製備的壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的純度較低，粘度及色澤等性能較 差，且製備工藝不易控制、反應周期長、生產效率較低，使其難以大規模工業化應用，導致壬 基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的成本較高。
【發明內容】
[0006] 為了解決現有技術壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯成本較高的問題，本發明實施例提 供了一種壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的製備方法。所述技術方案如下：
[0007] -方面，提供了一種壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的製備方法，所述方法包括以下 步驟：
[0008] 步驟1 :依次將壬基酚聚氧乙烯醚、丙烯酸、溶劑、催化劑、第一阻聚劑和抗氧劑放 入四口燒瓶中；
[0009] 步驟2 :對所述四口燒瓶中的反應體系進行油浴加熱及抽真空，同時通入保護氣 體，並充分攪拌所述反應體系；
[0010] 步驟3 :繼續加熱所述反應體系至溫度達60°C -1KTC，然後對所述反應體系加熱 回流；
[0011] 步驟4 :將所述回流完畢的反應體系冷卻降溫，並利用氯化鈉溶液、氫氧化鈉溶液 對所述反應體系進行洗滌，然後將所述反應體系靜置分層，取上層有機相；
[0012] 步驟5 :向所述有機相中加入第二阻聚劑，並對所述有機相進減壓蒸餾、分子蒸餾 及加壓過濾，收集濾液，即得壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯成品。
[0013] 具體地，作為優選，所述步驟1中：所述四口燒瓶配置有溫度計、分水器、蛇形冷凝 管和攪拌槳。
[0014] 具體地，作為優選，所述步驟2具體為：對所述四口燒瓶中的反應體系進行油浴加 熱至50°C -70°C並抽真空至壓力保持在-0. 04MPa?-0. 06MPa，維持20min，同時通入保護 氣體，並充分攪拌所述反應體系。
[0015] 具體地，作為優選，所述步驟3具體為：繼續加熱所述反應體系至60°C -110°c，在 所述反應體系的壓力為-〇. 〇4MPa?-0. 06MPa的條件下，對所述反應體系進行加熱回流，利 用高效液相色譜跟蹤反應進程，當壬基酚聚氧乙烯醚峰面積低於2. 5%時，視為到達反應終 點，結束反應。
[0016] 具體地，作為優選，所述步驟4具體為：將所述回流完畢的反應體系冷卻降溫至 30°C _40°C，對所述反應體系先用氯化鈉溶液洗滌2-5次，再用氫氧化鈉溶液洗滌2-5次，然 後將所述反應體系靜置分層，取上層有機相。
[0017] 具體地，作為優選，所述步驟5具體為：向所述有機相中加入第二阻聚劑，在真 空度小於-〇. 〇9Mpa，溫度為40°C -80°C的條件下對所述有機相進行減壓蒸餾至不再有 輕組分餾出，然後對減壓蒸餾後的有機相進行分子蒸餾，最後對分子蒸餾後的有機相在 50°C -70°C的條件下進行加壓過濾，收集濾液，即得壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯成品。
[0018] 所述氯化鈉溶液、所述氫氧化鈉溶液的濃度均為5%?20%。
[0019] 具體地，作為優選，所述溶劑為環己烷、甲苯、乙酸乙酯、苯、二甲苯中的至少一種， 所述催化劑為對甲苯磺酸、濃硫酸、固體超強酸、甲基磺酸中的至少一種，所述第一阻聚劑、 所述第二阻聚劑均為對羥基苯甲醚、對苯二酚、硫酸銅、乙酸銅、氯化亞銅、碳酸氫鈉、硫酸 氫鈉中的至少一種，所述抗氧劑為四[β- (3,5_二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇 酯、雙（2，4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亞磷酸酯、2，6-二叔丁基對甲酚、1，3，5-三甲基-2， 4,6-三（3, 5-二叔丁基-4-羥基苄基）苯中的至少一種，所述保護氣體為氮氣、空氣的至少 一種。
[0020] 所述壬基酚聚氧乙烯醚與所述丙烯酸的摩爾比為1: (1. 0-2. 0)。
[0021] 所述溶劑的質量為所述壬基酚聚氧乙烯醚與所述丙烯酸總質量的40%_80%,所述 催化劑的質量為所述壬基酚聚氧乙烯醚與所述丙烯酸總質量的1. 〇%-4. 0%，所述第一阻聚 劑的質量為所述壬基酚聚氧乙烯醚與所述丙烯酸總質量的〇. 〇〇5%-〇. 5%，所述第二阻聚劑 的質量為所述壬基酚聚氧乙烯醚與所述丙烯酸總質量的〇. 〇1%-〇. 1%，所述抗氧劑的質量為 所述所述壬基酚聚氧乙烯醚與所述丙烯酸總質量的0. 1%-〇. 5%。
[0022] 本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：
[0023] 本發明實施例提供了一種壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的製備方法，在溶劑、催化 齊IJ、阻聚劑和抗氧劑存在的條件下，使壬基酚聚氧乙烯醚與丙烯酸直接酯化，製備得到低粘 度的壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯，並對所製備的低粘度壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯進行減 壓蒸餾、分子蒸餾及加壓過濾進行提純，使所製備的壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯純度高、色 澤好；本發明製備方法操作簡單，易控制，反應周期短，生產效率較高，可用於大規模工業化 生產。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024] 為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於 本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他 的附圖。
[0025] 圖1是本發明實施例提供的壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的製備方法流程圖；
【具體實施方式】
[0026] 為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方 式作進一步地詳細描述。
[0027] 以下所述實施例中，按GB/T12008. 5-2010的方法對酸值進行測定；
[0028] 按GB/T605-1988的方法對色度APHA進行測定；
[0029] 採用臨界角法對摺射率進行測定；
[0030] 高效液相色譜法中高效液相色譜儀採用福立FL2200-2,色譜柱為AgilentZORBAX Eclipse XDB-C8(安捷倫 ZORBAX Eclipse XDB-C8 型色譜柱），4.6 X 150mm，5 μ m。流動相為 乙腈、水，高壓二元梯度洗脫條件為 0min65%H20, 5min65%H20, 20min35%H20, 35min35%H20， 40min0%H20,60min0%H20。壬基酚聚氧乙烯醚原料峰保留時間在9. 93min。
[0031] 實施例一
[0032] 本發明實施例提供了一種壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的製備方法，所述壬基酚聚 氧乙烯醚丙烯酸酯的製備方法包括以步驟 ：
[0033] 步驟1 :依次將壬基酚聚氧乙烯醚、丙烯酸、溶劑、催化劑、第一阻聚劑和抗氧劑放 入四口燒瓶中，所述四口燒瓶配置有溫度計、分水器、蛇形冷凝管和攪拌槳，以便於控制反 應體系的溫度、壓力以及使反應體系混合均勻，提高反應轉化率。
[0034] 步驟2 :對所述四口燒瓶中的反應體系進行油浴加熱至50°C -70°C並抽真空至壓 力保持在-0. 〇4MPa?-0. 06MPa，維持20min，同時通入保護氣體，並充分攪拌所述反應體 系。
[0035] 步驟2中保護氣體為反應提供保護作用，選自成本較低的氮氣、空氣的至少一種， 還可選自其它惰性氣體，如稀有氣體等。
[0036] 步驟3 :繼續加熱所述反應體系至60°C -110°C，在所述反應體系的壓力 為-0. 04MPa?-0. 06MPa的條件下，對所述反應體系進行加熱回流，利用高效液相色譜跟蹤 反應進程，當壬基酚聚氧乙烯醚峰面積低於2. 5%時，此時壬基酚聚氧乙烯醚的轉化率已高 達90%以上，視為到達反應終點，結束反應。
[0037] 步驟3中，壬基酚聚氧乙烯醚與丙烯酸的摩爾比為1: (1. 0-2.0)，在催化劑、阻聚 劑及溶劑作用的條件下，壬基酚聚氧乙烯醚與過量丙烯酸進行酯化反應，生成壬基酚聚氧 乙烯醚丙烯酸酯，反應方程式如下：
[0038]
【權利要求】
1. 一種壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的製備方法，其特徵在於，所述壬基酚聚氧乙烯醚 丙烯酸酯的製備方法包括以下步驟： 步驟1 :依次將壬基酚聚氧乙烯醚、丙烯酸、溶劑、催化劑、第一阻聚劑和抗氧劑放入四 口燒瓶中； 步驟2 :對所述四口燒瓶中的反應體系進行油浴加熱及抽真空，同時通入保護氣體，並 充分攪拌所述反應體系； 步驟3 :繼續加熱所述反應體系至溫度達60°C -1KTC，然後對所述反應體系加熱回 流； 步驟4 :將所述回流完畢的反應體系冷卻降溫，並利用氯化鈉溶液、氫氧化鈉溶液對所 述反應體系進行洗滌，然後將所述反應體系靜置分層，取上層有機相； 步驟5 :向所述有機相中加入第二阻聚劑，並對所述有機相進減壓蒸餾、分子蒸餾及加 壓過濾，收集濾液，即得壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯成品。
2. 根據權利要求1所述的壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的製備方法，其特徵在於，所述 步驟1中：所述四口燒瓶配置有溫度計、分水器、蛇形冷凝管和攪拌槳。
3. 根據權利要求1或2所述的壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的製備方法，其特徵在於， 所述步驟2具體為：對所述四口燒瓶中的反應體系進行油浴加熱至50°C -70°C並抽真空至 壓力保持在-0. 〇4MPa?-0. 06MPa，維持20min，同時通入保護氣體，並充分攪拌所述反應體 系。
4. 根據權利要求1所述的壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的製備方法，其特徵在於， 所述步驟3具體為：繼續加熱所述反應體系至60°C -1KTC，在所述反應體系的壓力 為-0. 04MPa?-0. 06MPa的條件下，對所述反應體系進行加熱回流，利用高效液相色譜跟蹤 反應進程，當壬基酚聚氧乙烯醚峰面積低於2. 5%時，視為到達反應終點，結束反應。
5. 根據權利要求1所述的壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的製備方法，其特徵在於，所述 步驟4具體為：將所述回流完畢的反應體系冷卻降溫至30°C _40°C，對所述反應體系先利用 氯化鈉溶液洗滌2-5次，再利用氫氧化鈉溶液洗滌2-5次，然後將所述反應體系靜置分層， 取上層有機相。
6. 根據權利要求1或5所述的壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的製備方法，其特徵在於， 所述步驟5具體為：向所述有機相中加入第二阻聚劑,在真空度小於-0. 09Mpa,溫度為 40°C-80°C的條件下對所述有機相進行減壓蒸餾至不再有輕組分餾出，然後對減壓蒸餾後 的有機相進行分子蒸餾，最後對分子蒸餾後的有機相在50°C -70°C的條件下進行加壓過 濾，收集濾液，即得壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯成品。
7. 根據權利要求1或5所述的壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的製備方法，其特徵在於，所 述氯化鈉溶液、所述氫氧化鈉溶液的濃度均為5%?20%。
8. 根據權利要求1所述的壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的製備方法，其特徵在於，所述 溶劑為環己烷、甲苯、乙酸乙酯、苯、二甲苯中的至少一種，所述催化劑為對甲苯磺酸、濃硫 酸、固體超強酸、甲基磺酸中的至少一種，所述第一阻聚劑、所述第二阻聚劑均為對羥基苯 甲醚、對苯二酚、硫酸銅、乙酸銅、氯化亞銅、碳酸氫鈉、硫酸氫鈉中的至少一種，所述抗氧劑 為四[β- (3,5_二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、雙（2,4_二叔丁基苯酚)季戊 四醇二亞磷酸酯、2，6-二叔丁基對甲酚、1，3，5-三甲基-2，4，6-三（3，5-二叔丁基-4-羥 基苄基）苯中的至少一種，所述保護氣體為氮氣、空氣的至少一種。
9. 根據權利要求1或8所述的壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的製備方法，其特徵在於，所 述壬基酚聚氧乙烯醚與所述丙烯酸的摩爾比為1: (1.0-2. 0)。
10. 根據權利要求9所述的壬基酚聚氧乙烯醚丙烯酸酯的製備方法，其特徵在於，所述 溶劑的質量為所述壬基酚聚氧乙烯醚與所述丙烯酸總質量的40%-80%，所述催化劑的質量 為所述壬基酚聚氧乙烯醚與所述丙烯酸總質量的1. 〇%-4. 0%，所述第一阻聚劑的質量為所 述壬基酚聚氧乙烯醚與所述丙烯酸總質量的0. 005%-0. 5%，所述第二阻聚劑的質量為所述 壬基酚聚氧乙烯醚與所述丙烯酸總質量的〇. 〇1%_〇. 1%，所述抗氧劑的質量為所述所述壬基 酚聚氧乙烯醚與所述丙烯酸總質量的0. 1%-0. 5%。
【文檔編號】C07C69/54GK104193622SQ201310461796
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年9月29日 優先權日:2013年9月29日
【發明者】潘功禮, 譚鵬, 池萍, 邱曉生 申請人:安慶飛凱高分子材料有限公司