专利名称：含磺酸基高分子颗粒型酯化反应催化剂的合成及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种含磺酸基的高分子颗粒型酯化反应催化剂的制备，该催化剂属于含有多孔结构的离子交换树脂型催化剂。
背景技术：
丙烯酸酯是重要的高分子单体和基本有机化工原料，在精细化工的应用中有相当重要的地位，其系列产品成千上万，几乎涉及到工业领域各部门。酯是酸与醇起反应生成的一类有机化合物。该反应为可逆反应，为了提高反应速度，提高酯化反应的转化率，在合成酯的过程中常常加入酸性催化剂，可以大大提高其反应速度与产量。传统催化剂有无机强酸催化剂，但合成的产物中副产物多，并且有分离困难，污染环境等问题。固体催化剂作为一类新型的酯化反应催化剂具有易分离，可循环，高催化效率等特点被广泛使用，其中具有代表性的固体催化剂为离子交换树脂型多孔催化剂，其特点是具有良好的孔结构，具有较大的表面积，稳定性好，强酸性质，高催化性能，并且耐热性佳，催化过程稳定。但传统离子交换树脂型催化剂在进行催化前需要进行复杂的磺化过程。 而本发明通过反相乳液法合成的树脂型催化剂不需要磺化，因其树脂本身带有磺酸基团， 可以直接进行催化酯化反应。从而达到了合成方便，使用快捷等目的，更适合工业化生产。 因此合成含磺酸基的树脂催化剂有着十分重要的意义。在理论上讲，可以通过选择乳化剂的种类，乳化剂的含量，复合乳化剂的配比，交联剂含量，致孔剂的种类，控制反应程度来得到粒径适中，孔径均一，形态较好及其催化性能高的树脂微球，并且可以多次催化酯化反应。
发明内容
本发明的目的之一是采用反相乳液聚合方法合成一种可循环多次使用的含磺酸基高分子颗粒型酯化反应催化剂，其特征在于该催化剂含有磺酸基，可循环多次使用并保持较高的催化活性，催化过程稳定，该催化剂用于催化合成丙烯酸酯等酯化反应，其结构式如(I)所示
权利要求
1.含磺酸基高分子颗粒型酯化反应催化剂，其特征在于该催化剂结构式如(I)所示
2.根据权利要求1所述的磺酸基的高分子颗粒状酯化反应催化剂，其特征在于I 2、R3、 R4>R5为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，苯乙烯磺酸钠，乙烯基磺酸钠，甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾盐或甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钠盐，烯丙基磺酸钠或甲基丙烯磺酸钠。
3.根据权利要求1所述的磺酸基的高分子颗粒状酯化反应催化剂，其特征在于=R6为 N，N-亚甲基双丙烯酰胺或乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
4.根据权利要求1所述的磺酸基的高分子颗粒状酯化反应催化剂的制备方法，其特征在于步骤如下第一步称量带有磺酸基团的官能单体；再加入引发剂，加入量是单体量的3wt%到 5wt% ；加入交联剂，加入量是单体量从IOwt^到50Wt%变化；取去离子水，将单体，交联剂，引发剂与去离子水混合，完全分散溶解后，得到混合液呈透明液体；第二步取油相，油相体积与去离子水的体积比从2 1到4.5 1变化；放入反应容器中，加入复合乳化剂，加入量是单体量从到15wt%变化，上述复合乳化剂是由司盘系列与吐温系列组成，司盘系列与吐温系列的质量比从1 9到9 1变化；加热至40°C到60°C使复合乳化剂完全融化后，加入上述第一步中溶解后得到的混合液，加热至80°C到90°C，反应4到6个小时；反应后经过提纯，干燥可得到含磺酸基的高分子颗粒型酯化反应催化剂。
5.根据权利要求1所述的磺酸基的高分子颗粒状酯化反应催化剂的制备方法，其特征在于步骤如下在第一步反应中还加入致孔剂，加入量是去离子水体积的10%到35%。
全文摘要
含磺酸基高分子颗粒型酯化反应催化剂及制备方法属于离子交换树脂型催化剂领域。该催化剂具有多孔隙结构，比表面积大，易分离，后处理方便，可直接用于催化酯化反应。该树脂催化剂通过反相乳液聚合方法合成制备得到，其中合成单体主要为含磺酸基的水溶性烯烃，交联剂主要有水溶性含双键的二官能度或三官能度单体，经过反相乳液聚合得到交联网络状树脂微球，并通过磺酸类单体引入磺酸基，赋予其可进行酯化反应催化的特性。本发明通过控制乳化剂的种类，乳化剂的含量及其配比，交联剂的含量，致孔剂的种类合成出孔隙率高，比表面积大，催化性能好，易分离可循环的树脂催化剂。其合成原料来源广泛，价格低廉，具有很大的工业应用价值。
文档编号C07C67/08GK102500416SQ20111030908
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月13日 优先权日2011年10月13日
发明者何勇, 王叶, 聂俊 申请人:北京化工大学