[发明专利]螺二醇双烯酸酯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种螺二醇双烯酸酯及其制备方法，在混合溶剂体系中制备螺二醇双烯酸酯类物质，反应物采用螺二醇和烯酸类单体，包括但不限于丙烯酸和甲基丙烯酸，其特征是结构中带有一个羧基及一个双键。两种反应物间的酯化反应在混合溶剂中进行，反应物螺二醇两端的两个羟基各自与反应物烯酸上的羧基反应形成酯键，得到的产物即为螺二醇双烯酸酯。螺二醇是带有脂螺环结构的二元醇，由它制备的树脂在耐热、耐溶剂等方面优于脂肪二醇，而在耐黄变方面又有着芳香二醇难以企及的优势，反应得到的这种大分子两端带有碳碳双键，可作为聚合反应中的交联剂使用，且分子中带有螺环，还能提供较为优异的力学性能。

技术领域

本发明涉及一种二元醇酯类化合物及其制备方法，特别是涉及一种螺二醇酯类化合物及其制备方法，应用于大分子交联剂技术领域。

背景技术

螺二醇全名是β,β,β’,β’-四甲基-2,5,8,10-四噁螺[5,5]十一烷-3,9-二乙醇，它是一种结构特殊的的二元醇，由于其分子中带有脂螺环结构，所以在耐热、耐溶剂等方面优于脂肪二醇，而在耐黄变方面又有着芳香二醇难以企及的优势，因此在聚酯、聚氨酯等树脂体系以及许多其它高分子合成中可以通过部分替代其他二元醇而提高材料的整体性能。

交联剂是一种可以使线型或轻度支化型的大分子转变成三维网状结构、以此来提高大分子强度、耐热性、耐磨性、耐溶剂性等性能的添加剂。交联剂分子中一般含多个官能团，如有机二元酸、多元醇或是分子内含有多个不饱和双键的化合物等都可以作为交联剂使用。但现有的大分子交联剂，尤其是高强度的烯类单体聚合的交联剂的性能还不够理想，且制备产物纯净度和收率不高，且制备工艺采用的溶剂不易回收，会造成二次污染。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种螺二醇双烯酸酯及其制备方法，通过螺二醇与同时含有双键和羧基的烯酸在混合溶剂体系中进行酯化反应，从而得到一种螺二醇双烯酸酯的双官能团分子。这种分子的主体结构是两个连接在一起的脂螺环，两端各带有一个碳碳双键。这种结构使得其既有螺环所赋予的刚性和力学强度，又具有两个不饱和双键可以进行交联反应，因此能作为一个新型的高强度的烯类单体聚合的交联剂使用，在树脂合成体系中具有重要的研究意义和实际应用价值。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

一种螺二醇双烯酸酯，其分子两端皆含有碳碳双键基团，作为一种交联剂，其结构式如下：

其中R₁和R₂分别独立地为氢、甲基或乙基。

一种本发明螺二醇双烯酸酯的制备方法，采用螺二醇和含有羧基和双键的烯酸作为反应物，与混合溶剂混合形成反应物体系；使反应物在混合溶剂中，通过酯化反应，合成螺二醇双烯酸酯；所述混合溶剂是由两种或者两种以上能够互溶的有机溶剂按比例组成的混合溶剂，其中第一种溶剂为能同时溶解反应物A螺二醇和反应物B烯酸的良溶剂，第二种溶剂能和水混溶且能与水形成共沸体系的带水剂。优选本发明反应物A为β,β,β’,β’-四甲基-2,5,8,10-四噁螺[5,5]十一烷-3,9-二乙醇，简称为螺二醇，英文简称为spiroglycol；另一种反应物B为同时含有羧基和双键的烯酸分子。酯化反应所用溶剂是由两种或两种以上能够互溶的溶剂按比例组成的混合溶剂，其中一种溶剂是两种反应物的良溶剂；另一种溶剂充当酯化反应的带水剂，它能和水混溶共沸。

作为本发明优选的技术方案，所述混合溶剂中的第一种溶剂包括但不限于四氢呋喃、二氧六环、DMF和DMA中的任意一种，对螺二醇和烯酸有良好的溶解性能；所述混合溶剂中的第二种溶剂包括但不限于苯、甲苯、环已烷、氯仿、四氯化碳中的任意一种，第二种溶剂能够与水分子形成共沸体系；将所述第一种溶剂和所述第二种溶剂按比例进行混合，混合比例为第一种溶剂在混合溶剂中所含体积分数10～90％。混合溶剂中的的第一种溶剂既要能较好的溶解反应物A和B，又要有较低的沸点以便于后期产物分离；混合溶剂中的第二种溶剂既要能与水共沸又要求共沸点不能高于反应温度，且最好毒性较低易于收集。