一種離子液體溶解丙烯酸樹脂的方法
2023-05-16 21:33:16 1
一種離子液體溶解丙烯酸樹脂的方法
【專利摘要】本發明公開了一種離子液體溶解丙烯酸樹脂的方法，所用離子液體為咪唑類離子液體。離子液體中的陰離子為溴離子、醋酸根離子、氫氧根離子或六氟磷酸根離子，咪唑上接的基團為乙基、丙基或丁基。所用的方法是加熱溶解，溶解的溫度為50～200℃。該方法操作簡單，可有效溶解丙烯酸類樹脂，並且該法使用近年來研究比較熱門的離子液體溶劑，環保無毒，不揮發，可重複多次使用，溶解的丙烯酸樹脂也可經過提取回收。實驗證明，經離子液體熱溶後的丙烯酸樹脂，其分子量降低，說明離子液體在溶解丙烯酸樹脂的同時，也對丙烯酸樹脂有解聚的作用。
【專利說明】一種離子液體溶解丙烯酸樹脂的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及丙烯酸樹脂的溶解回收利用領域，具體涉及丙烯酸樹脂在離子液體中的溶解、解聚和回收的方法和工藝。
【背景技術】
[0002]離子液體，又稱室溫離子液體或室溫熔融鹽，一般是由體積相對較大的、結構不對稱的有機陽離子(如烷基咪唑離子、烷基吡啶離子、烷基季銨離子等)和體積相對較小的無機或有機陰離子(如Br -、PF6 -、CH3COO -、OH -)構成的離子型化合物。
[0003]與傳統的有機溶劑相比，離子液體有傳統的有機溶劑無法比擬的特點以及優越性。首先離子液體不僅是環境友好型溶劑，並且在分離提純中不會因揮發造成損失，降低了反應成本。其次離子液體有良好熱穩定性，在有較大的溫度範圍內保持液態，不揮發，多數離子液體在300°C時仍可保持穩定的液體狀態，因此對一些因溫度過高而不能在有機溶劑中進行的反應來說，離子液體是作為溶劑的首選，同時離子液體能夠溶解多種有機物、無機物，是很多化學降解反應的良好溶劑。另外，大多數離子液體還可以回收再利用，降低了成本又兼顧環保。
[0004]通過對離子液體結構上引入其它的功能化基團，形成可以適用於多種領域的離子液體。如在1-烷基-3-甲基咪唑環上引入鹼性基團，此時離子液體具有鹼性離子液體的功能。由於離子液體結構的「可調節性」，人們根據需要對離子液體進行功能化合成以及離子交換，可以得到很多功能不同的離子液體。
[0005]現今，工業的發展，提高了人們的生活水平，但工業的發展也帶來了嚴重的汙染，相比由嚴重汙染帶動的經濟飛速發展，人們更願意以綠色工業來換取「青山綠水」。隨著人們對環保的要求越來越高，那些汙染大的工廠，毒性強的化工產品必將被淘汰，人們更願接受環保無毒的化工產品。在這樣的情況下，離子液體的出現，滿足了人們的要求，離子液體在將來必將得到推廣，甚至代替傳統的有機溶劑。
【發明內容】
[0006]本發明為了克服現有技術的上述不足，提供了一種用離子液體溶解丙烯酸樹脂的方法，滿足了人們對環保的要求以及工廠開發無毒產品的需要，操作簡單，可回收重複使用，是一新型的環保無毒溶劑。
[0007]為了實現上述目的，本發明是用過以下方案予以實現的:
一種用離子液體溶解丙烯酸樹脂的方法，其特徵在於，所述離子液體為咪唑類離子液體，咪唑類離子液體包含陽離子和陰離子，所述陰離子為溴離子、醋酸根離子、氫氧根離子或六氟磷酸根離子，陽離子咪唑上接的基團為乙基、丙基或丁基；
所述溶解的方法為將離子液體和丙烯酸樹脂按照1~20:1的質量比混合，混合物在50?200°C恆溫加熱0.5-12小時，反應結束，自然冷卻到室溫。
[0008]所述離子液體的製備方法包括以下步驟: 51.取摩爾比為1:1.1的N-甲基咪唑與滷代烴，先加N-甲基咪唑到容器中，再往裡緩慢滴加滷代烴，在溫度為50°C下，冷凝回流，攪拌36小時或以上；
52.再將體積比為2:1的乙酸乙酯:乙腈溶液加入到SI所得溶液中，回流兩小時，減壓蒸餾蒸，重複回流與減壓蒸餾兩次；
53.步驟S2所得產物在120°C溫度下烘24小時，即可得滷代離子液體。
[0009]得到的滷代離子液體中加入其它相應負離子的鹽，經過離子交換，並提純可得到相應負離子的離子液體。
[0010]將離子液體與粒狀的丙烯酸樹脂加入到容器中，在規定的溫度下恆溫溶解6小時或以上，就可達到溶解目的，在溶解過程中通過攪拌，可有效縮短溶解時間。
溶解了丙烯酸樹脂的離子液體可以用1::1體積比的乙酸乙酯萃取後，分離出乙酸乙酯，剩下的離子液體可重複使用。
[0011]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果。
[0012]本發明的離子液體汙染小、無毒、環保、操作簡單，在較高溫度下保持液態且不揮發，使用後可重複多次使用，節約成本。
【具體實施方式】
[0013]下面通過具體實施例對本發明進一步具體描述。下述所使用的實驗方法若無特殊說明，均為本【技術領域】現有常規的方法，所使用的配料或材料，如無特殊說明，均為通過商業途徑可得到的配料或材料。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應視為本發明的保護範圍。
[0014]實施例1
離子液體的製備方法包括以下步驟:
51.取摩爾比為1:1.1的N-甲基咪唑與溴乙烷，先加N-甲基咪唑到容器中，再往裡緩慢滴加溴乙烷，在溫度為50°C下，冷凝回流，攪拌36小時或以上；
52.再將體積比為2:1的乙酸乙酯:乙腈溶液加入到SI所得溶液中，回流兩小時，減壓蒸餾蒸，重複回流與減壓蒸餾兩次；
53.步驟S2所得產物在120°C溫度下烘24小時，即可得溴化1-乙基-3-甲基咪唑離子液體。
[0015]離子液體溶解丙烯酸樹脂的方法:取5.0Og溴化1-乙基-3-甲基咪唑離子液體與0.5000g粒狀丙烯酸樹脂，在50°C下恆溫反應12小時，溶解丙烯酸樹脂0.0200g，用乙酸乙酯萃取後，離子液體回收率為95%。
[0016]實施例2
離子液體的製備方法包括以下步驟:
51.取摩爾比為1:1.1的N-甲基咪唑與溴丙烷，先加N-甲基咪唑到容器中，再往裡緩慢滴加溴丙烷，在溫度為50°C下，冷凝回流，攪拌36小時或以上；
52.再將體積比為2:1的乙酸乙酯:乙腈溶液加入到SI所得溶液中，回流兩小時，減壓蒸餾蒸，重複回流與減壓蒸餾兩次；
53.步驟S2所得產物在120°C溫度下烘24小時，即可得溴化1-丙基-3-甲基咪唑離子液體。
[0017]離子液體溶解丙烯酸樹脂的方法:取5.0Og溴化1-丙基-3-甲基咪唑離子液體與0.5000g粒狀丙烯酸樹脂，在80°C下恆溫反應10小時，溶解丙烯酸樹脂0.0200g，用乙酸乙酯萃取後，離子液體回收率為93%。
[0018]實施例3
離子液體的製備方法如下:
51.取摩爾比為1:1.1的N-甲基咪唑與溴丁烷，先加N-甲基咪唑到容器中，再往裡緩慢滴加溴丁烷，在溫度為50°C下，冷凝回流，攪拌36小時或以上；
52.再將體積比為2:1的乙酸乙酯:乙腈溶液加入到SI所得溶液中，回流兩小時，減壓蒸餾蒸，重複回流與減壓蒸餾兩次；
53.步驟S2所得產物在120°C溫度下烘24小時，即可得溴化1-丁基-3-甲基咪唑離子液體。
[0019]離子液體溶解丙烯酸樹脂的方法:取5.0Og溴化1-丁基-3-甲基咪唑離子液體與0.5000g粒狀丙烯酸樹脂，在120°C下恆溫反應11小時，溶解丙烯酸樹脂0.0250g，用乙酸乙酯萃取後，離子液體回收率為95%。
[0020]實施例4
離子液體的製備方法如下:
51.取摩爾比為1:1.1的N-甲基咪唑與溴丁烷，先加N-甲基咪唑到容器中，再往裡緩慢滴加溴丁烷，在溫度為50°C下，冷凝回流，攪拌36小時或以上；
52.再將體積比為2:1的乙酸乙酯:乙腈溶液加入到SI所得溶液中，回流兩小時，減壓蒸餾蒸，重複回流與減壓蒸餾兩次；
53.步驟S2所得產物在120°C溫度下烘24小時，即可得溴化1-丁基-3-甲基咪唑離子液體；
54.用氫氧化鈉與溴化1-丁基-3-甲基咪唑離子液體通過離子交換反應製得氫氧化1- 丁基-3-甲基咪唑離子液體。
[0021]離子液體溶解丙烯酸樹脂的方法:取5.0Og氫氧化1-丁基-3-甲基咪唑離子液體與0.5000g粒狀丙烯酸樹脂，在180°C下恆溫反應6小時，溶解丙烯酸樹脂0.4300g,用乙酸乙酯萃取後，離子液體回收率為94%。
[0022]實施例5
按照實施例4所述離子液體的合成方法，用氫氧化鈉與溴化1- 丁基-3-甲基咪唑離子液體通過離子交換反應製得氫氧化1- 丁基-3-甲基咪唑離子液體，取5.0Og離子液體與0.5000g粒狀丙烯酸樹脂，在150°C下恆溫反應6小時，溶解丙烯酸樹脂0.4000g，用乙酸乙酯萃取後，離子液體回收率為94%。
[0023]實施例6
按照實施例4所述離子液體的合成方法，用氫氧化鈉與溴化1-丙基-3-甲基咪唑離子液體通過離子交換反應製得氫氧化1- 丁基-3-甲基咪唑離子液體，取5.0Og離子液體與0.5000g粒狀丙烯酸樹脂，在50°C下恆溫反應13小時，溶解丙烯酸樹脂0.3000g，用乙酸乙酯萃取後，離子液體回收率為92%。
[0024]實施例7 按照實施例4所述離子液體的合成方法，用氫氧化鈉與溴化1-乙基-3-甲基咪唑離子液體通過離子交換反應製得氫氧化1- 丁基-3-甲基咪唑離子液體，取5.0Og離子液體與
1.0OOOg粒狀丙烯酸樹脂，在180°C下恆溫反應I小時，溶解丙烯酸樹脂0.8500g，用乙酸乙酯萃取後，離子液體回收率為94%。
[0025]實施例8
按照實施例4所述離子液體的合成方法，用氫氧化鈉與溴化1- 丁基-3-甲基咪唑離子液體通過離子交換反應製得氫氧化1- 丁基-3-甲基咪唑離子液體，取5.0Og離子液體與
2.5000g粒狀丙烯酸樹脂，在90°C下恆溫反應8小時，溶解丙烯酸樹脂2.1lOOg,用乙酸乙酯萃取後，離子液體回收率為93%。
[0026]實施例9
按照實施例4所述離子液體的合成方法，用六氟磷酸鉀與溴化1-丙基-3-甲基咪唑離子液體通過離子交換反應製得六氟磷酸1-丙基-3-甲基咪唑離子液體，取5.0Og離子液體與0.5000g粒狀丙烯酸樹脂，在100°C下恆溫反應3小時，溶解丙烯酸樹脂0.0300g，用乙酸乙酯萃取後，離子液體回收率為96%。
[0027]實施例10
按照實施例4所述離子液體的合成方法，用六氟磷酸鉀與溴化1-丙基-3-甲基咪唑離子液體通過離子交換反應製得六氟磷酸1-丙基-3-甲基咪唑離子液體，取5.0Og離子液體與0.5000g粒狀丙烯酸樹脂，在150°C下恆溫反應10小時，溶解丙烯酸樹脂0.0500g,用乙酸乙酯萃取後，離子液體回收率為96%。
【權利要求】
1.一種用離子液體溶解丙烯酸樹脂的方法，其特徵在於，所述離子液體為咪唑類離子液體，咪唑類離子液體包含陽離子和陰離子，所述陰離子為溴離子、醋酸根離子、氫氧根離子或六氟磷酸根離子，陽離子咪唑上接的基團為乙基、丙基或丁基； 所述溶解的方法為將離子液體和丙烯酸樹脂按照1~20:1的質量比混合，混合物在50?200°C恆溫加熱0.5-12小時，反應結束，自然冷卻到室溫。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述離子液體的製備方法包括如下步驟: 51.取摩爾比為1:1.1的N-甲基咪唑與滷代烴，先加N-甲基咪唑到容器中，再往裡緩慢滴加滷代烴，在溫度為50°C下，冷凝回流，攪拌36小時或以上； 52.再將體積比為2:1的乙酸乙酯:乙腈溶液加入到SI所得溶液中，回流兩小時，減壓蒸餾蒸，重複回流與減壓蒸餾兩次； 53.步驟S2所得產物在120°C溫度下烘24小時，即可得滷代離子液體。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，得到的滷代離子液體中加入其它相應負離子的鹽，經過離子交換，並提純可得到相應負離子的離子液體。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述丙烯酸樹脂為由丙烯酸、甲基丙烯酸及其衍生物聚合製成的一類熱塑性樹脂。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述衍生物為酯類、腈類、醯胺類。
【文檔編號】C08J3/09GK104479145SQ201410801155
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月22日 優先權日:2014年12月22日
【發明者】張伯前, 餘倩, 高泉, 區燕婷, 李屹 申請人:廣東工業大學