[发明专利]一种三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的合成方法

说明书

本发明提供了一种三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的合成方法，步骤1：将三羟甲基丙烷、丙烯酰氯、三乙胺、对苯二酚、对羟基苯甲醚按比例依次加入至反应釜中；控制反应体系在温度40‑60℃下进行搅拌反应，反应时间为2‑3h；步骤2：反应完成后，将反应液过滤除去不溶性固体杂质，然后进行水洗、干燥，得到本发明产品。本发明所用原料中以丙烯酰氯代替丙烯酸，由于丙烯酰氯的反应活性高于丙烯酸，在合成过程中降低了反应温度，缩短反应时间；丙烯酰氯参与反应不会有水的产生，避免了带水剂甲苯或环己烷的带水剂的使用，降低生产成本的同时，还避免了有机溶剂对环境造成的污染。

技术领域

本发明属于橡胶助剂技术领域，具体属于一种三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的合成方法。

背景技术

橡胶目前广泛应用于日常生活、医用行业、轨道交通业等，几乎遍布各行各业。天然橡胶和合成橡胶在当前的社会和生活中被广泛应用，而且随着经济的不断发展，各行各业对于橡胶的需求也在不断增长。

橡胶制品特别是轮胎在使用过程中不可避免的会出现硫化返原现象，其可以导致橡胶制品的物理性能和使用特性下降。三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在橡胶制品中可以起到抗硫化返原的作用，其分子结构中含有三个双键，在硫化返原发生时能与橡胶中的多个碳碳键发生D-A反应，产生大量热稳定且柔顺度高的碳碳交联键，从而起到很好的抗硫化返原作用，另外三羟甲基丙烷三丙烯酸酯具有双键含量高、黏度低、高沸点、低挥发、固化快等特点。

三羟甲基丙烷三丙烯酸酯一般以三羟甲基丙烷和丙烯酸为原料合成，另外需要加入催化剂对甲苯磺酸促进反应正向进行，阻聚剂避免双键聚合，还需要以甲苯或环己烷等为带水剂，脱除反应产生的水。因为丙烯酸反应活性相对较低，且为可逆反应，合成过程中需要加入催化剂以及适当提高反应温度、延长反应时间，生产效率较低；且酸醇比相对较高，导致丙烯酸的过量消耗而生产成本过高；由于引入了有机溶剂做带水剂，有机蒸汽容易造成污染，且在合成过程中存在一定的危险性。

发明内容

本发明提供了一种三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的合成方法，以达到使合成工艺简单易操作，并降低反应温度，缩短反应时间，降低生产成本，和避免有机溶剂使用的目的。

一种三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的合成方法，其特征在于，反应式如下：

包括如下步骤：

步骤1：将三羟甲基丙烷、丙烯酰氯、三乙胺、对苯二酚、对羟基苯甲醚按比例依次加入至反应釜中，三羟甲基丙烷、丙烯酰氯、三乙胺、对苯二酚、对羟基苯甲醚的加入量摩尔比为1：3.1-3.5：3.0-3.5：0.05-0.2：0.05-0.2；控制反应体系在温度40-60℃下进行搅拌反应，反应时间为2-3h，得含三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、部分未反应的原料和三乙胺盐酸盐的反应液；

步骤2：反应完成后，将反应液过滤除去不溶性固体杂质，然后进行水洗、干燥，得到本发明产品三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。

优选地，所述的三羟甲基丙烷、丙烯酰氯、三乙胺、对苯二酚、对羟基苯甲醚的加入量摩尔比为1：3.1-3.3：3.0-3.2：0.05-0.1：0.05-0.1。

优选地，所述的步骤1中体系反应温度为45-55℃。

优选地，所述步骤2中干燥时所采用的干燥剂为无水硫酸镁或无水氯化钙。

本发明的反应机理为：

本发明中以三羟甲基丙烷和丙烯酰氯为反应原料，并以三乙胺为催化剂和缚酸剂，避免带水剂有机溶剂的引入，以对苯二酚和对羟基苯甲醚为阻聚剂进行反应，合成三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；反应过程中，丙烯酰氯反应产生的氯化氢被三乙胺捕捉消耗，促进反应的正向进行，产生三乙胺盐酸盐固体。

本发明的有益效果：