一种叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯的合成反应和精制方法与流程

本发明涉及化工合成，尤其是一种叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯的合成反应和精制方法。

背景技术：

1、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯(简称tbec)是一类特殊的有机过氧化物，主要用于乙烯、苯乙烯、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的聚合引发剂，以及热固树脂(如太阳能电池用eva胶膜)的交联剂等。

2、太阳能光伏发电产业自20世纪80年代以来持续高速发展，太阳能电池板，也成“光伏组件”，是太阳能光伏发电系统中的核心部分之一。若干组光伏组件用密封胶(eva胶膜)安装固定在框架上组成太阳能电池板，因此密封胶(eva胶膜)是太阳能光伏组件中不可缺少的重要辅助材料。未经改性的eva胶膜耐热性差，弹性差，易热胀冷缩产生碎裂，在恶劣的天候条件下容易变黄，影响透光率，从而降低太阳能组件的光电转换效率。因此，需要对eva胶膜进行改性，一般的方法是采取化学交联，即在eva中添加有机过氧化物交联固化剂(叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯tbec)等，将eva胶膜加热到一定温度时，交联剂自动分解产生自由基，引发eva分子间的结合，形成三维网络，使eva胶层交联固化，当交联程度达到60％以上就能够承受天候的变化，具有较好的耐热性，不发生热胀冷缩。

3、有机过氧化物交联固化剂是eva胶膜的重要配方组分，采用叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯(企业商品名东岚dl-p14)作为交联固化剂，快速固化eva胶膜，获得良好的光伏级eva胶膜产品。

4、中国专利cn116178234a：属于化工合成技术领域，具体涉及一种溶剂型过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯的制备方法。将叔丁基过氧化氢与烷烃的混合物和氯甲酸异辛酯同时加入氢氧化钾溶液中，反应，静置分层，将上层有机油相经后处理，得到溶剂型过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯。本发明将叔丁基过氧化氢与烷烃的混合物和氯甲酸异辛酯同时加入氢氧化钾溶液中进行反应，缩短了反应时间，提高了生产效率；由于烷烃溶剂的加入使得反应过程中放热更加的平稳可控，生产安全系数大大提高，省去了后面的配制工序，简化了生产工艺流程。

5、中国专利cn112300044a：属于过氧化、有机合成和过氧化物提纯领域,尤其涉及了一种过氧化-2乙基己基碳酸叔丁酯的合成和提纯方法,包括过氧化反应、取代合成反应和过氧化物的提纯等步骤。本发明减少了废液的排放和后继废液的处理成本,反应条件容易控制,产品收率高,产品纯度高，纯度可达到99％以上。

6、中国专利cn113292470b：提供一种无放大效应的过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯的连续流合成工艺，所述的合成工艺是以过氧化叔丁醇、碱液、氯甲酸2-乙基己酯为原料，连续依次经碱化反应、酯化反应以及淬灭步骤得到过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯，所述的合成工艺在一体化连续流反应器中进行，在所述一体化连续流反应器的进料口不间断加入反应原料过氧化叔丁醇、碱液、氯甲酸2-乙基己酯，在所述一体化连续流反应器出料口不间断得到过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯，无放大效应，反应总时间不超过180s。与传统的生产工艺相比，温度大幅提升，反应总时间大大缩短，无放大效应，产品指标稳定、重现性好。

7、目前，叔丁基过氧化碳酸酯的通常合成方法是采用叔丁醇与高浓度双氧水在浓硫酸催化下，经氧化反应生成叔丁基过氧化氢，然后在碱催化下与有机脂类化合物反应，得到相对应的叔丁基过氧化碳酸酯。

8、以上专利及现有技术存在以下几个明显的缺点：

9、1、原料双氧水和浓硫酸的浓度较高，在存储、生产过程中存在较大的安全隐患，也可能造成生产过程中温度不容易控制，造成安全生产事故；

10、2、氧化反应生成叔丁基过氧化氢tbhp，同时生成大量的高浓度废酸溶液，另外，废液处理造成较大的碱液消耗和环境污染；

11、3、整个反应中未反应副产品多，副产物不进行分离直接进行下步合成反应，会降低目标产物叔丁基过氧化碳酸酯的收率，并引进杂质；没有精制洗涤干燥过程，产品纯度低，产品品质差。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯的合成反应和精制方法，其操作步骤为：

2、s1：按重量份，将100-120份质量浓度为60-70％的叔丁基过氧化氢水溶液计量加入到反应器中，充分搅拌，温度保持在20-30℃；

3、s2：在搅拌状态下，滴加300-400份质量浓度为10-20％的naoh溶液，20-30min滴加完毕；快速搅拌40-60分钟，保持温度25-30℃，得到tbhp的钠盐溶液；

4、s3：将110-130份氯甲酸-2-乙基己酯加入计量罐，保持8-15℃；在50-60min内滴加完毕，再加入10-15份助催化剂，开始合成反应，充分搅拌，温度保持在30-35℃，反应1-4h；

5、s4：停止搅拌，静置分层30-60min；把反应器底部的高盐分水相排出，上层油相即为叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯粗品，

6、s5：洗涤一，启动搅拌，加入500-700份质量百分比40-60％的稀h2so4水溶液；保持水温30-35℃，搅拌10-20min，停止搅拌，静置分层10-20min；把反应器底部的水相排出；

7、s6：洗涤二，启动搅拌，加入500-700份盐水，保持水温30-50℃，搅拌10-20min，停止搅拌，静置分层10-20min；把反应器底部的水相排出；

8、s7：洗涤三，启动搅拌，加入500-700份纯水，保持水温30-50℃，搅拌10-20min，停止搅拌，静置分层10-20min；把反应器底部的水相排出；

9、s8：干燥，加入200-300份无机脱水干燥剂，控制物料温度在30-50℃，得到高纯度叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯。

10、所述的盐水为质量百分比20-40％的醋酸钠水溶液。

11、所述的无机脱水干燥剂为无水硫酸镁、活性氧化铝、无水硫酸钠中的一种。

12、所述的助催化剂的制备方法为：

13、k1：在搅拌釜中加入3-7份过氧化马来酸叔丁酯，0.08-0.2份八乙烯基笼型低聚倍半硅氧烷，1-3份乙醇钾，200-300份甲苯，20-40份带巯基的聚苯乙烯大孔磺酸树脂加入到密闭的搅拌反应釜中，通入氮气，60-70℃搅拌反应100-150分钟,反应结束过滤，甩干；

14、k2：按业内已知的钠型阳离子交换树脂转化为氢型阳离子交换树脂的方法，将k1得到的树脂装入交换柱中，用4-8倍体积的质量百分比浓度为20-30％的盐酸过柱，水洗至流出液为ph＝7取出，烘干，得到助催化剂。

15、所述的带巯基的聚苯乙烯大孔磺酸树脂制备方法为：

16、按重量份，将100-200份聚苯乙烯大孔磺酸树脂(出场形式为钠基)放置在等离子设备，通入巯基乙酸在巯基乙醇蒸汽氛围中进行等离子体改性，处理时间30-60min，得到带巯基的聚苯乙烯大孔磺酸树脂。

17、所述的等离子体改性条件为：500w射频功率源等离子体设备；射频功率源为频率10-20mhz；气体流量为5-10ml/min。

18、反应机理：

19、1、采用氯甲酸-2-乙基己酯，直接和叔丁基过氧化氢(简称tbhp)的钠盐合成反应，反应条件温和，温度容易控制；

20、

21、2、所述助催化剂的制备机理：

22、过氧化马来酸叔丁酯与带巯基的聚苯乙烯大孔磺酸树脂进行巯基-烯烃加成反应；八乙烯基笼型低聚倍半硅氧烷与带巯基的聚苯乙烯大孔磺酸树脂进行巯基-烯烃加成反应；得到带有过氧化基团，聚倍半硅氧烷基团和磺酸基团的助催化剂。