CN101735051B - 一种制备衣康酸二异辛酯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备衣康酸二异辛酯的方法，具体是采用一种新型高效的催化、阻聚复合体系，在常压下、反应温度150℃～200℃、反应时间4～10小时催化衣康酸和异辛醇反应生成衣康酸二异辛酯；催化、阻聚复合体系包含催化剂强酸性离子交换树脂与阻聚剂对苯二酚。本发明与传统酸催化法相比，其特点是：1.反应时间短、能耗低。2.酯化反应过程几乎没有聚合物生成、选择性高。3.产物衣康酸二异辛酯与催化剂自行分离，使分离过程更为容易。4.反应用过的催化剂，不经处理可重复使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备衣康酸二异辛酯的方法，具体涉及一种用强酸性离子交换树脂催化衣康酸与异辛醇酯化反应制备衣康酸二异辛酯的方法。
背景技术
衣康酸二异辛酯是合成衣康酸二异辛酯磺酸钠的中间体，衣康酸二异辛酯磺酸钠是琥珀酸酯磺酸钠的系列产品之一，是性能优良的阴离子表面活性剂。衣康酸二异辛酯本身为一种共聚单体，与聚氯乙烯、乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯酸酯等单体共聚，得到的共聚物有优良的耐冲击性、抗龟裂性、电性能和化学性能，可用于制备薄膜、涂料、粘合剂、橡胶、颜料固着剂、石油添加剂、纸张处理剂等；衣康酸二异辛酯与乙酸乙烯酯的共聚物为富有弹性的橡胶状物，可用作涂料；衣康酸二异辛酯与氯乙烯的共聚物做成的薄膜有良好的低温柔软性。衣康酸二异辛酯作为内增塑剂使用时其耐久性好，挥发性小，不易迁移、析出；作为主增塑剂使用，应用于PVC树脂、丁苯橡胶、丁腈橡胶及压敏胶、热熔胶、涂料等的制备。衣康酸二异辛酯与醋酸乙烯共聚可制得外用乳胶涂料，并具有内增塑作用；与苯乙烯、丙烯酸酯等单体共聚，可制备涂复剂、涂料、粘结剂和纤维处理剂等重要的精细化工产品。制备衣康酸二异辛酯最简便的方法是采用浓硫酸作催化剂的直接酯化法，但由于浓硫酸的强氧化性特点以及生产工艺不够完善，所以存在较多副反应，进而导致所得产品颜色深、纯度低，以及生产过程中产生三废(尤其是废水)等问题。
发明内容
本发明的目的是取代传统的质子酸催化衣康酸与异辛醇酯化反应制备衣康酸二异辛酯的方法，提供一种新型高效的催化、阻聚复合体系，催化衣康酸与异辛醇酯化反应制备衣康酸二异辛酯的新方法，该方法具有不腐蚀设备，三废排放量少及在温和的反应条件下产品收率高等优点。
其技术方案是：
采用一种新型高效的催化、阻聚复合体系催化衣康酸和异辛醇反应生成衣康酸二异辛酯；所述催化、阻聚复合体系中包含催化剂，所述催化剂为强酸性离子交换树脂。
上述催化、阻聚复合体系中包含阻聚剂，所述阻聚剂为对苯二酚。
上述强酸性离子交换树脂与衣康酸的质量比为1∶20～1∶5，对苯二酚与衣康酸的质量比为1∶200～1∶100，衣康酸和异辛醇的质量比为1∶2.5～1∶5。
上述制备衣康酸二异辛酯的方法具体包括以下步骤：
a选取衣康酸、异辛醇、强酸性离子交换树脂与对苯二酚，依次加入反应器中，搅拌，在150℃～200℃下反应4～10小时，得到衣康酸二异辛酯粗产物；
b对衣康酸二异辛酯粗产物过滤，得到滤液和滤饼，滤液依次经过水洗、减压蒸馏得到衣康酸二异辛酯成品。
上述步骤a中，还选取带水剂，带水剂在反应前或反应过程中加入到反应器中，所述带水剂与衣康酸的质量比为1∶10～1∶5。
上述带水剂为苯、甲苯或二甲苯中的一种。
本发明与采用传统质子酸催化衣康酸与异辛醇反应制备衣康酸二异辛酯的方法相比，具有如下特点：
1.反应温度低，时间短，能耗少。
2.产物可与离子交换树脂自行分层，使产物的分离及后处理更为容易。
3.反应用过的离子交换树脂，不经任何处理即可用于下次反应，且催化性能未见降低。
4.反应过程中无聚合物生成，所得产物色浅、质好、收率高。
5.克服背景技术中存在的液体催化剂在反应结束后不能循环使用，且环境污染严重的问题。
具体实施方式
本发明采用新型高效的催化、阻聚复合体系催化衣康酸与异辛醇反应，衣康酸与异辛醇的质量比为1∶2.5～1∶5，优选1∶3；催化、阻聚复合体系包含催化剂强酸性离子交换树脂，为了防止聚合物的生成，提高产物的收率我们优选采用由催化剂与阻聚剂组成的催化、阻聚复合体系，其中催化剂为强酸性离子交换树脂，阻聚剂优选对苯二酚。强酸性离子交换树脂与衣康酸的质量比为1∶20～1∶5优选1∶15～1∶8，更优选的是1∶12～1∶10；对苯二酚与衣康酸的质量比为1∶200～1∶100，优选对苯二酚与衣康酸的质量比为1∶150。
同时本发明为衣康酸与异辛醇的酯化反应，酯化反应为可逆反应，为了提高酯化率，我们还可以向反应器中加入带水剂，用以除去反应过程中产生的水分子。带水剂可以在反应前加入到反应器中，也可以视反应出水情况在反应过程中加入到反应器中。本发明优先选择苯、甲苯、二甲苯中的一种为带水剂，有时根据反应条件的不同也可以选择其中二者的混合物或三者的混合物。同样带水剂的用量要适宜，本发明中带水剂与衣康酸的重量比为1∶10～1∶5，优选1∶8～1∶6，更加优选1∶7。当带水剂用量小于衣康酸重量的十分之一时，酯化率低、酯化温度也不易控制；但当带水剂的用量大于衣康酸重量的五分之一时，导致反应物的相对浓度降低，也降低了酯化率。
上述步骤b中，滤饼成分主要为强酸性离子交换树脂，当然也含有微量的阻聚剂，所以 可以收集起来，作为下次酯化反应的催化剂备用，另外，由于强酸性离子交换树脂的优良性能，在此期间我们不需要对使用过的强酸性离子交换树脂作任何处理即可用于下次反应。
由于上述强酸性离子交换树脂的特点，我们还可以采用下述步骤来替代步骤b对衣康酸二异辛酯粗产物进行纯化，即：将衣康酸二异辛酯粗产物静置一段时间，分层，直接倒出上层产物相得到衣康酸二异辛酯成品，为了进一步提高衣康酸二异辛酯成品的纯度，我们还可以对直接倒出的上层产物相进行简单水洗以及减压蒸馏脱除水和未反应的异辛醇等步骤；下层强酸性离子交换树脂无需任何处理即可用于下次酯化反应。
下面通过具体实施例对本发明进行进一步说明。
实施例1
从市场上购得衣康酸、异辛醇、强酸性离子交换树脂、对苯二酚、苯、甲苯与二甲苯，称取100Kg衣康酸、500Kg异辛醇、5Kg强酸性离子交换树脂、1Kg对苯二酚，依次加入反应釜中，反应釜上设置有搅拌器与温度计，开动搅拌器将反应釜内的原料混匀，加热至150℃后开始计时，反应8小时，得到衣康酸二异辛酯粗产物；停止加热，冷却至室温然后过滤，得到滤液和滤饼，对滤液进行水洗，然后减压蒸馏脱除水和未反应的异辛醇，得到衣康酸二异辛酯成品，收率90％。滤饼回收，不需经任何处理直接用于下次酯化反应。
实施例2
原料获得方式同实施例1，称取100Kg衣康酸、250Kg异辛醇、20Kg强酸性离子交换树脂、0.5Kg对苯二酚与10Kg甲苯，投入反应釜中，反应釜上设置有搅拌器、温度计和分水器，开动搅拌器将原料混合均匀，在搅拌的同时对反应釜加热，加热至200℃开始计时，反应4小时，得到衣康酸二异辛酯粗产物；对衣康酸二异辛酯粗产物进行冷却，可以自然冷却，当然为了节约时间也可以采用自来水冷却，提纯的方法同实施例1，得到衣康酸二异辛酯成品，收率98.4％。
实施例3
原料获得方式同实施例1，称取100Kg衣康酸、400Kg异辛醇、10Kg强酸性离子交换树脂、0.75Kg对苯二酚与20Kg二甲苯，投入反应釜中，反应釜上设置有搅拌器、温度计和分水器，开动搅拌器将原料混合均匀，在搅拌的同时对反应釜加热，加热至180℃开始计时，反应10小时，得到衣康酸二异辛酯粗产物；对衣康酸二异辛酯粗产物进行自然冷却，将冷却后的衣康酸二异辛酯粗产物静置，待分层后直接将上层产物相倒出，即得到衣康酸二异辛酯成品，收率97.9％；下层强酸性离子交换树脂无需任何处理即可用于下次酯化反应。
实施例4
原料获得方式同实施例1，称取100Kg衣康酸、450Kg异辛醇、15Kg强酸性离子交换 树脂、0.6Kg对苯二酚与15Kg苯，投入反应釜中，反应釜上设置有搅拌器、温度计和分水器，开动搅拌器将原料混合均匀，在搅拌的同时对反应釜加热，加热至180℃开始计时，反应10小时，得到衣康酸二异辛酯粗产物；对衣康酸二异辛酯粗产物进行自然冷却，将冷却后的衣康酸二异辛酯粗产物静置，待分层后直接将上层产物相倒出，为了提高产物的纯度可再依次经过水洗、减压蒸馏脱除水和未反应的异辛醇以及少量残留脱水剂苯步骤，得到衣康酸二异辛酯成品，收率98.8％；下层离子交换树脂无需任何处理即可用于下次酯化反应。
上述实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其做出种种变化。例如，上述实施例中的加料方式不是同时加入而是先后加入，如对苯二酚、苯、二甲苯等可以在反应过程中加入，甚至是一种物料分多次加入。
Claims (2)
1.一种制备衣康酸二异辛酯的方法，其特征是采用一种新型高效的催化、阻聚复合体系催化衣康酸和异辛醇反应生成衣康酸二异辛酯；
所述的催化、阻聚复合体系中包含催化剂，所述催化剂为强酸性离子交换树脂；
所述的催化、阻聚复合体系中包含阻聚剂，所述阻聚剂为对苯二酚；
所述的强酸性离子交换树脂与衣康酸的质量比为1：20～1：5；
所述的阻聚剂与衣康酸的质量比为1：200～1：100；
所述的衣康酸和异辛醇质量比为1：2.5～1：5；
具体包括以下步骤：
a选取衣康酸、异辛醇、强酸性离子交换树脂与对苯二酚，依次加入反应器中，搅拌，在150℃～200℃下反应4～10小时，得到衣康酸二异辛酯粗产物；
b对衣康酸二异辛酯粗产物过滤，得到滤液和滤饼，滤液依次经过水洗、减压蒸馏得到衣康酸二异辛酯成品；
所述步骤a中，还选取带水剂，带水剂在反应前或反应过程中加入到反应器中，所述带水剂与衣康酸的质量比为1：10～1：5。
2.根据权利要求1所述的一种制备衣康酸二异辛酯的方法，其特征在于所述带水剂为苯、甲苯或二甲苯。
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