CN108840843A - 一种微通道反应器制备环氧树脂单体的方法 - Google Patents

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卫炎勋
王贵城
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Abstract

本发明公开了一种微通道反应器制备环氧树脂单体的方法，包括以下步骤：醋酐与质量浓度为30%～70%的双氧水按质量比1：（0.8~2.0）在微通道反应器I中，30～80℃下反应1~60min制备得质量浓度5%~40%的过氧酸；采用溶剂溶解3‑环己烯甲酸‑3′‑环己烯甲酯，酯与溶剂的质量比为1:（1～6），过氧酸与溶剂溶解后3‑环己烯甲酸‑3′‑环己烯甲酯按质量比2：（0.8~1.8）在微通道反应器II中，30～80℃下反应1~60min即得3，4‑环氧基环己基甲酸‑3’，4′‑环氧基环己基甲酯，收率大于95%。本发明收率高、安全系数高、反应时间短、占地面积小。

Description

一种微通道反应器制备环氧树脂单体的方法
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体来说涉及一种微通道反应器制备环氧树脂单体的方法。
背景技术
3, 4-环氧基环己基甲酸-3’, 4’-环氧基环己基甲酯，是一种新型环氧树脂。目前常采用双氧水、甲酸、与3-环己烯甲酸-3’-环己烯甲酯用传统釜式制备3,4- 环氧基环己基甲酸-3',4'-环氧基环己基甲酯，但由于制备的过氧酸浓度较低，且过氧酸的贮存危险，容易发生爆炸，安全性差；温度难以控制，需要维持在25℃以下，反应时间太长，至少需要24h，极大地影响了生产效率。
为克服上述问题，中国专利公开号CN101525320B于2012年05月09日公开了一种3,4- 环氧基环己基甲酸 -3',4'- 环氧基环己基甲酯的制备方法，该方法采用有机高分子材料氯甲基化聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂为载体接枝季铵盐为三相转移催化剂，常压下，30-80℃，反应时间为1-6 h，催化氧化制得产品。其采用的季铵盐多为氯盐，导致产品中氯离子浓度较高，影响产品质量；催化剂使用量为2%左右，消耗量较大、且循环次数仅5次，导致生产成本较高；产品收率低，最高仅82.7%，企业经济效益差。
微通道反应器作为21世纪新型反应器，相对于传统化工反应釜，具有2~3个数量级的传质传热系数，能够有效应对放热量大、危险系数高的化学反应。微通道反应器在工业化过程中，较容易实现自动化控制，设备体积微小，运行功率小，节省人力、占地、能源消耗等成本问题。且反应过程为连续进行，生产效率高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点而提供的一种收率高、安全系数高、反应时间短、占地面积小的微通道反应器制备环氧树脂单体的方法。
本发明通过以下技术方案实现：
本发明的一种微通道反应器制备环氧树脂单体的方法，包括以下步骤：
（1）醋酐与质量浓度为30%～70%的双氧水按质量比1：（0.8~2.0）在微通道反应器I中，30～80℃下反应1~60min制备得质量浓度5%~40%的过氧酸；
（2）采用1,2-二氯乙烷或乙酸乙酯作溶剂溶解3-环己烯甲酸-3′-环己烯甲酯，酯与溶剂的质量比为1:（1～6），过氧酸与溶剂溶解后3-环己烯甲酸-3′-环己烯甲酯按质量比2：（0.8~1.8）在微通道反应器II中，30～80℃下反应1~60min即得3，4-环氧基环己基甲酸-3’，4′-环氧基环己基甲酯，收率大于95%。
上述的一种微通道反应器制备环氧树脂单体的方法，其中：微通道反应器I的通道尺寸为50～1000μm。
上述的一种微通道反应器制备环氧树脂单体的方法，其中：微通道反应器II的通道尺寸为50～2000 μm。
本发明与现有技术相比，具有明显的有益效果，从以上技术方案可知：本发明采用微通道反应器作为反应设备，微通道反应器I中进行过氧化反应，过氧酸与3-环己烯甲酸-3′-环己烯甲酯在微通道反应器II进行环氧化反应取代了反应釜，反应温度容易控制，提高了工业化安全性；反应时间较短，将反应时间由24h缩短至1~2h，极大提高了生产效率。本发明不采用催化剂，常温常压即可缩短反应时间至1h之内，实现产品收率95%以上，提高了生产效率，对于实现化工过程的安全、绿色、高效、可控具有重要意义。
具体实施方式
实施例1
一种微通道反应器制备环氧树脂单体的方法，包括以下步骤：
（1）醋酐与质量浓度为30%双氧水按质量比1：0.8在通道尺寸为50μm的微通道反应器I中进行过氧化反应，在30℃下反应1min制备得质量浓度5%过氧酸；
（2）采用1,2-二氯乙烷作溶剂溶解3-环己烯甲酸-3′-环己烯甲酯，酯与溶剂的质量比为1:1，过氧酸与溶剂溶解的3-环己烯甲酸-3’-环己烯甲酯按质量比2：0.8在通道尺寸为50μm的微通道反应器II中进行环氧化反应，在30℃下反应60min即得环氧树脂单体3,4-环氧基环己基甲酸-3’,4’-环氧基环己基甲酯，产品收率大于95 %。
实施例2
一种微通道反应器制备环氧树脂单体的方法，包括以下步骤：
（1）醋酐与质量浓度为50%双氧水按质量比1：0.8在通道尺寸为200μm的微通道反应器I中进行过氧化反应，在40℃下反应10min制备得质量浓度18%过氧酸；
（2）采用1,2-二氯乙烷作溶剂溶解3-环己烯甲酸-3′-环己烯甲酯，酯与溶剂的质量比为1:2，过氧酸与溶剂溶解的3-环己烯甲酸-3’-环己烯甲酯按质量比2：1.5在通道尺寸为200μm的微通道反应器II中进行环氧化反应，在40℃下反应50min即得环氧树脂单体3,4-环氧基环己基甲酸-3’,4’-环氧基环己基甲酯，产品收率大于95 %。
实施例3
一种微通道反应器制备环氧树脂单体的方法，包括以下步骤：
（1）醋酐与质量浓度为70%双氧水按质量比1：2.0在通道尺寸为1000μm的微通道反应器I中进行过氧化反应，在30℃下反应60min制备得质量浓度40%过氧酸；
（2）采用1,2-二氯乙烷作溶剂溶解3-环己烯甲酸-3′-环己烯甲酯，酯与溶剂的质量比为1:3，所得过氧酸再与溶剂溶解的3-环己烯甲酸-3’-环己烯甲酯按质量比2：1.8在通道尺寸为2000μm的微通道反应器II中进行环氧化反应，在30℃下反应1min即得环氧树脂单体3,4-环氧基环己基甲酸-3’,4’-环氧基环己基甲酯，产品收率大于95 %。
实施例4
一种微通道反应器制备环氧树脂单体的方法，包括以下步骤：
（1）醋酐与质量浓度为30%双氧水按质量比1：1.2在通道尺寸为500μm的微通道反应器I中进行过氧化反应，在80℃下反应10min制备得质量浓度10%过氧酸；
（2）采用乙酸乙酯作溶剂溶解3-环己烯甲酸-3′-环己烯甲酯，酯与溶剂的质量比为1:2，过氧酸与溶剂溶解的3-环己烯甲酸-3’-环己烯甲酯按质量比2：0.9在通道尺寸为1000μm的微通道反应器II中进行环氧化反应，在80℃下反应10min即得环氧树脂单体3,4-环氧基环己基甲酸-3’,4’-环氧基环己基甲酯，产品收率大于95 %。
实施例5
一种微通道反应器制备环氧树脂单体的方法，包括以下步骤：
（1）醋酐与质量浓度为50%双氧水按质量比1：1.5在通道尺寸为700μm的微通道反应器I中进行过氧化反应，在50℃下反应20min制备得质量浓度20%过氧酸；
（2）采用乙酸乙酯作溶剂溶解3-环己烯甲酸-3′-环己烯甲酯，酯与溶剂的质量比为1:4，过氧酸与溶剂溶解的3-环己烯甲酸-3’-环己烯甲酯按质量比2：1.2在通道尺寸为1200μm的微通道反应器II中进行环氧化反应，在50℃下反应30min即得环氧树脂单体3,4-环氧基环己基甲酸-3’,4’-环氧基环己基甲酯，产品收率大于95 %。
实施例6
一种微通道反应器制备环氧树脂单体的方法，包括以下步骤：
（1）醋酐与质量浓度为70%双氧水按质量比1：1.8在通道尺寸为800μm的微通道反应器I中进行过氧化反应，在60℃下反应10min制备得20%过氧酸；
（2）采用乙酸乙酯作溶剂溶解3-环己烯甲酸-3′-环己烯甲酯，酯与溶剂的质量比为1:6，过氧酸再与溶剂溶解的3-环己烯甲酸-3’-环己烯甲酯按质量比2：1.5在通道尺寸为1500μm的微通道反应器II中进行环氧化反应，在60℃下反应20min即得环氧树脂单体3,4-环氧基环己基甲酸-3’,4’-环氧基环己基甲酯，产品收率大于95 %。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种微通道反应器制备环氧树脂单体的方法，包括以下步骤：
（1）醋酐与质量浓度为30%～70%的双氧水按质量比1：（0.8~2.0）在微通道反应器I中，30～80℃下反应1~60min制备得质量浓度5%~40%的过氧酸；
（2）采用溶剂溶解3-环己烯甲酸-3′-环己烯甲酯，酯与溶剂的质量比为1:（1～6），过氧酸与溶剂溶解后3-环己烯甲酸-3′-环己烯甲酯按质量比2：（0.8~1.8）在微通道反应器II中，30～80℃下反应1~60min即得3，4-环氧基环己基甲酸-3’，4′-环氧基环己基甲酯，收率大于95%。
2.如权利要求1所述的一种微通道反应器制备环氧树脂单体的方法，其中：1,2-二氯乙烷或乙酸乙酯作溶剂。
3.如权利要求1或2所述的一种微通道反应器制备环氧树脂单体的方法，其中：微通道反应器I的通道尺寸为50～1000μm。
4.如权利要求3所述的一种微通道反应器制备环氧树脂单体的方法，其中：微通道反应器II的通道尺寸为50～2000 μm。
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