專利名稱：含磺酸基高分子顆粒型酯化反應催化劑的合成及制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種含磺酸基的高分子顆粒型酯化反應催化劑的制備，該催化劑屬于含有多孔結構的離子交換樹脂型催化劑。
背景技術：
丙烯酸酯是重要的高分子單體和基本有機化工原料，在精細化工的應用中有相當重要的地位，其系列產品成千上萬，幾乎涉及到工業(yè)領域各部門。酯是酸與醇起反應生成的一類有機化合物。該反應為可逆反應，為了提高反應速度，提高酯化反應的轉化率，在合成酯的過程中常常加入酸性催化劑，可以大大提高其反應速度與產量。傳統(tǒng)催化劑有無機強酸催化劑，但合成的產物中副產物多，并且有分離困難，污染環(huán)境等問題。固體催化劑作為一類新型的酯化反應催化劑具有易分離，可循環(huán)，高催化效率等特點被廣泛使用，其中具有代表性的固體催化劑為離子交換樹脂型多孔催化劑，其特點是具有良好的孔結構，具有較大的表面積，穩(wěn)定性好，強酸性質，高催化性能，并且耐熱性佳，催化過程穩(wěn)定。但傳統(tǒng)離子交換樹脂型催化劑在進行催化前需要進行復雜的磺化過程。 而本發(fā)明通過反相乳液法合成的樹脂型催化劑不需要磺化，因其樹脂本身帶有磺酸基團， 可以直接進行催化酯化反應。從而達到了合成方便，使用快捷等目的，更適合工業(yè)化生產。 因此合成含磺酸基的樹脂催化劑有著十分重要的意義。在理論上講，可以通過選擇乳化劑的種類，乳化劑的含量，復合乳化劑的配比，交聯(lián)劑含量，致孔劑的種類，控制反應程度來得到粒徑適中，孔徑均一，形態(tài)較好及其催化性能高的樹脂微球，并且可以多次催化酯化反應。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的之一是采用反相乳液聚合方法合成一種可循環(huán)多次使用的含磺酸基高分子顆粒型酯化反應催化劑，其特征在于該催化劑含有磺酸基，可循環(huán)多次使用并保持較高的催化活性，催化過程穩(wěn)定，該催化劑用于催化合成丙烯酸酯等酯化反應，其結構式如(I)所示
權利要求
1.含磺酸基高分子顆粒型酯化反應催化劑，其特征在于該催化劑結構式如(I)所示
2.根據(jù)權利要求1所述的磺酸基的高分子顆粒狀酯化反應催化劑，其特征在于I 2、R3、 R4>R5為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，苯乙烯磺酸鈉，乙烯基磺酸鈉，甲基丙烯酸3-磺酸丙酯鉀鹽或甲基丙烯酸3-磺酸丙酯鈉鹽，烯丙基磺酸鈉或甲基丙烯磺酸鈉。
3.根據(jù)權利要求1所述的磺酸基的高分子顆粒狀酯化反應催化劑，其特征在于=R6為 N，N-亞甲基雙丙烯酰胺或乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。
4.根據(jù)權利要求1所述的磺酸基的高分子顆粒狀酯化反應催化劑的制備方法，其特征在于步驟如下第一步稱量帶有磺酸基團的官能單體；再加入引發(fā)劑，加入量是單體量的3wt%到 5wt% ；加入交聯(lián)劑，加入量是單體量從IOwt^到50Wt%變化；取去離子水，將單體，交聯(lián)劑，引發(fā)劑與去離子水混合，完全分散溶解后，得到混合液呈透明液體；第二步取油相，油相體積與去離子水的體積比從2 1到4.5 1變化；放入反應容器中，加入復合乳化劑，加入量是單體量從到15wt%變化，上述復合乳化劑是由司盤系列與吐溫系列組成，司盤系列與吐溫系列的質量比從1 9到9 1變化；加熱至40°C到60°C使復合乳化劑完全融化后，加入上述第一步中溶解后得到的混合液，加熱至80°C到90°C，反應4到6個小時；反應后經過提純，干燥可得到含磺酸基的高分子顆粒型酯化反應催化劑。
5.根據(jù)權利要求1所述的磺酸基的高分子顆粒狀酯化反應催化劑的制備方法，其特征在于步驟如下在第一步反應中還加入致孔劑，加入量是去離子水體積的10%到35%。
全文摘要
含磺酸基高分子顆粒型酯化反應催化劑及制備方法屬于離子交換樹脂型催化劑領域。該催化劑具有多孔隙結構，比表面積大，易分離，后處理方便，可直接用于催化酯化反應。該樹脂催化劑通過反相乳液聚合方法合成制備得到，其中合成單體主要為含磺酸基的水溶性烯烴，交聯(lián)劑主要有水溶性含雙鍵的二官能度或三官能度單體，經過反相乳液聚合得到交聯(lián)網絡狀樹脂微球，并通過磺酸類單體引入磺酸基，賦予其可進行酯化反應催化的特性。本發(fā)明通過控制乳化劑的種類，乳化劑的含量及其配比，交聯(lián)劑的含量，致孔劑的種類合成出孔隙率高，比表面積大，催化性能好，易分離可循環(huán)的樹脂催化劑。其合成原料來源廣泛，價格低廉，具有很大的工業(yè)應用價值。
文檔編號C07C67/08GK102500416SQ20111030908
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月13日 優(yōu)先權日2011年10月13日
發(fā)明者何勇, 王葉, 聶俊 申請人:北京化工大學