一种离子液体溶解丙烯酸树脂的方法
【专利摘要】本发明公开了一种离子液体溶解丙烯酸树脂的方法，所用离子液体为咪唑类离子液体。离子液体中的阴离子为溴离子、醋酸根离子、氢氧根离子或六氟磷酸根离子，咪唑上接的基团为乙基、丙基或丁基。所用的方法是加热溶解，溶解的温度为50～200℃。该方法操作简单，可有效溶解丙烯酸类树脂，并且该法使用近年来研究比较热门的离子液体溶剂，环保无毒，不挥发，可重复多次使用，溶解的丙烯酸树脂也可经过提取回收。实验证明，经离子液体热溶后的丙烯酸树脂，其分子量降低，说明离子液体在溶解丙烯酸树脂的同时，也对丙烯酸树脂有解聚的作用。
【专利说明】一种离子液体溶解丙烯酸树脂的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及丙烯酸树脂的溶解回收利用领域，具体涉及丙烯酸树脂在离子液体中的溶解、解聚和回收的方法和工艺。
【背景技术】
[0002]离子液体，又称室温离子液体或室温熔融盐，一般是由体积相对较大的、结构不对称的有机阳离子(如烷基咪唑离子、烷基吡啶离子、烷基季铵离子等)和体积相对较小的无机或有机阴离子(如Br -、PF6 -、CH3COO -、OH -)构成的离子型化合物。
[0003]与传统的有机溶剂相比，离子液体有传统的有机溶剂无法比拟的特点以及优越性。首先离子液体不仅是环境友好型溶剂，并且在分离提纯中不会因挥发造成损失，降低了反应成本。其次离子液体有良好热稳定性，在有较大的温度范围内保持液态，不挥发，多数离子液体在300°C时仍可保持稳定的液体状态，因此对一些因温度过高而不能在有机溶剂中进行的反应来说，离子液体是作为溶剂的首选，同时离子液体能够溶解多种有机物、无机物，是很多化学降解反应的良好溶剂。另外，大多数离子液体还可以回收再利用，降低了成本又兼顾环保。
[0004]通过对离子液体结构上引入其它的功能化基团，形成可以适用于多种领域的离子液体。如在1-烷基-3-甲基咪唑环上引入碱性基团，此时离子液体具有碱性离子液体的功能。由于离子液体结构的“可调节性”，人们根据需要对离子液体进行功能化合成以及离子交换，可以得到很多功能不同的离子液体。
[0005]现今，工业的发展，提高了人们的生活水平，但工业的发展也带来了严重的污染，相比由严重污染带动的经济飞速发展，人们更愿意以绿色工业来换取“青山绿水”。随着人们对环保的要求越来越高，那些污染大的工厂，毒性强的化工产品必将被淘汰，人们更愿接受环保无毒的化工产品。在这样的情况下，离子液体的出现，满足了人们的要求，离子液体在将来必将得到推广，甚至代替传统的有机溶剂。
【发明内容】
[0006]本发明为了克服现有技术的上述不足，提供了一种用离子液体溶解丙烯酸树脂的方法，满足了人们对环保的要求以及工厂开发无毒产品的需要，操作简单，可回收重复使用，是一新型的环保无毒溶剂。
[0007]为了实现上述目的，本发明是用过以下方案予以实现的:
一种用离子液体溶解丙烯酸树脂的方法，其特征在于，所述离子液体为咪唑类离子液体，咪唑类离子液体包含阳离子和阴离子，所述阴离子为溴离子、醋酸根离子、氢氧根离子或六氟磷酸根离子，阳离子咪唑上接的基团为乙基、丙基或丁基；
所述溶解的方法为将离子液体和丙烯酸树脂按照1~20:1的质量比混合，混合物在50?200°C恒温加热0.5-12小时，反应结束，自然冷却到室温。
[0008]所述离子液体的制备方法包括以下步骤: 51.取摩尔比为1:1.1的N-甲基咪唑与卤代烃，先加N-甲基咪唑到容器中，再往里缓慢滴加卤代烃，在温度为50°C下，冷凝回流，搅拌36小时或以上；
52.再将体积比为2:1的乙酸乙酯:乙腈溶液加入到SI所得溶液中，回流两小时，减压蒸馏蒸，重复回流与减压蒸馏两次；
53.步骤S2所得产物在120°C温度下烘24小时，即可得卤代离子液体。
[0009]得到的卤代离子液体中加入其它相应负离子的盐，经过离子交换，并提纯可得到相应负离子的离子液体。
[0010]将离子液体与粒状的丙烯酸树脂加入到容器中，在规定的温度下恒温溶解6小时或以上，就可达到溶解目的，在溶解过程中通过搅拌，可有效缩短溶解时间。
溶解了丙烯酸树脂的离子液体可以用1::1体积比的乙酸乙酯萃取后，分离出乙酸乙酯，剩下的离子液体可重复使用。
[0011]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果。
[0012]本发明的离子液体污染小、无毒、环保、操作简单，在较高温度下保持液态且不挥发，使用后可重复多次使用，节约成本。
【具体实施方式】
[0013]下面通过具体实施例对本发明进一步具体描述。下述所使用的实验方法若无特殊说明，均为本【技术领域】现有常规的方法，所使用的配料或材料，如无特殊说明，均为通过商业途径可得到的配料或材料。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
[0014]实施例1
离子液体的制备方法包括以下步骤:
51.取摩尔比为1:1.1的N-甲基咪唑与溴乙烷，先加N-甲基咪唑到容器中，再往里缓慢滴加溴乙烷，在温度为50°C下，冷凝回流，搅拌36小时或以上；
52.再将体积比为2:1的乙酸乙酯:乙腈溶液加入到SI所得溶液中，回流两小时，减压蒸馏蒸，重复回流与减压蒸馏两次；
53.步骤S2所得产物在120°C温度下烘24小时，即可得溴化1-乙基-3-甲基咪唑离子液体。
[0015]离子液体溶解丙烯酸树脂的方法:取5.0Og溴化1-乙基-3-甲基咪唑离子液体与0.5000g粒状丙烯酸树脂，在50°C下恒温反应12小时，溶解丙烯酸树脂0.0200g，用乙酸乙酯萃取后，离子液体回收率为95%。
[0016]实施例2
离子液体的制备方法包括以下步骤:
51.取摩尔比为1:1.1的N-甲基咪唑与溴丙烷，先加N-甲基咪唑到容器中，再往里缓慢滴加溴丙烷，在温度为50°C下，冷凝回流，搅拌36小时或以上；
52.再将体积比为2:1的乙酸乙酯:乙腈溶液加入到SI所得溶液中，回流两小时，减压蒸馏蒸，重复回流与减压蒸馏两次；
53.步骤S2所得产物在120°C温度下烘24小时，即可得溴化1-丙基-3-甲基咪唑离子液体。
[0017]离子液体溶解丙烯酸树脂的方法:取5.0Og溴化1-丙基-3-甲基咪唑离子液体与0.5000g粒状丙烯酸树脂，在80°C下恒温反应10小时，溶解丙烯酸树脂0.0200g，用乙酸乙酯萃取后，离子液体回收率为93%。
[0018]实施例3
离子液体的制备方法如下:
51.取摩尔比为1:1.1的N-甲基咪唑与溴丁烷，先加N-甲基咪唑到容器中，再往里缓慢滴加溴丁烷，在温度为50°C下，冷凝回流，搅拌36小时或以上；
52.再将体积比为2:1的乙酸乙酯:乙腈溶液加入到SI所得溶液中，回流两小时，减压蒸馏蒸，重复回流与减压蒸馏两次；
53.步骤S2所得产物在120°C温度下烘24小时，即可得溴化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体。
[0019]离子液体溶解丙烯酸树脂的方法:取5.0Og溴化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体与0.5000g粒状丙烯酸树脂，在120°C下恒温反应11小时，溶解丙烯酸树脂0.0250g，用乙酸乙酯萃取后，离子液体回收率为95%。
[0020]实施例4
离子液体的制备方法如下:
51.取摩尔比为1:1.1的N-甲基咪唑与溴丁烷，先加N-甲基咪唑到容器中，再往里缓慢滴加溴丁烷，在温度为50°C下，冷凝回流，搅拌36小时或以上；
52.再将体积比为2:1的乙酸乙酯:乙腈溶液加入到SI所得溶液中，回流两小时，减压蒸馏蒸，重复回流与减压蒸馏两次；
53.步骤S2所得产物在120°C温度下烘24小时，即可得溴化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体；
54.用氢氧化钠与溴化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体通过离子交换反应制得氢氧化1- 丁基-3-甲基咪唑离子液体。
[0021]离子液体溶解丙烯酸树脂的方法:取5.0Og氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体与0.5000g粒状丙烯酸树脂，在180°C下恒温反应6小时，溶解丙烯酸树脂0.4300g,用乙酸乙酯萃取后，离子液体回收率为94%。
[0022]实施例5
按照实施例4所述离子液体的合成方法，用氢氧化钠与溴化1- 丁基-3-甲基咪唑离子液体通过离子交换反应制得氢氧化1- 丁基-3-甲基咪唑离子液体，取5.0Og离子液体与0.5000g粒状丙烯酸树脂，在150°C下恒温反应6小时，溶解丙烯酸树脂0.4000g，用乙酸乙酯萃取后，离子液体回收率为94%。
[0023]实施例6
按照实施例4所述离子液体的合成方法，用氢氧化钠与溴化1-丙基-3-甲基咪唑离子液体通过离子交换反应制得氢氧化1- 丁基-3-甲基咪唑离子液体，取5.0Og离子液体与0.5000g粒状丙烯酸树脂，在50°C下恒温反应13小时，溶解丙烯酸树脂0.3000g，用乙酸乙酯萃取后，离子液体回收率为92%。
[0024]实施例7 按照实施例4所述离子液体的合成方法，用氢氧化钠与溴化1-乙基-3-甲基咪唑离子液体通过离子交换反应制得氢氧化1- 丁基-3-甲基咪唑离子液体，取5.0Og离子液体与
1.0OOOg粒状丙烯酸树脂，在180°C下恒温反应I小时，溶解丙烯酸树脂0.8500g，用乙酸乙酯萃取后，离子液体回收率为94%。
[0025]实施例8
按照实施例4所述离子液体的合成方法，用氢氧化钠与溴化1- 丁基-3-甲基咪唑离子液体通过离子交换反应制得氢氧化1- 丁基-3-甲基咪唑离子液体，取5.0Og离子液体与
2.5000g粒状丙烯酸树脂，在90°C下恒温反应8小时，溶解丙烯酸树脂2.1lOOg,用乙酸乙酯萃取后，离子液体回收率为93%。
[0026]实施例9
按照实施例4所述离子液体的合成方法，用六氟磷酸钾与溴化1-丙基-3-甲基咪唑离子液体通过离子交换反应制得六氟磷酸1-丙基-3-甲基咪唑离子液体，取5.0Og离子液体与0.5000g粒状丙烯酸树脂，在100°C下恒温反应3小时，溶解丙烯酸树脂0.0300g，用乙酸乙酯萃取后，离子液体回收率为96%。
[0027]实施例10
按照实施例4所述离子液体的合成方法，用六氟磷酸钾与溴化1-丙基-3-甲基咪唑离子液体通过离子交换反应制得六氟磷酸1-丙基-3-甲基咪唑离子液体，取5.0Og离子液体与0.5000g粒状丙烯酸树脂，在150°C下恒温反应10小时，溶解丙烯酸树脂0.0500g,用乙酸乙酯萃取后，离子液体回收率为96%。
【权利要求】
1.一种用离子液体溶解丙烯酸树脂的方法，其特征在于，所述离子液体为咪唑类离子液体，咪唑类离子液体包含阳离子和阴离子，所述阴离子为溴离子、醋酸根离子、氢氧根离子或六氟磷酸根离子，阳离子咪唑上接的基团为乙基、丙基或丁基； 所述溶解的方法为将离子液体和丙烯酸树脂按照1~20:1的质量比混合，混合物在50?200°C恒温加热0.5-12小时，反应结束，自然冷却到室温。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离子液体的制备方法包括如下步骤: 51.取摩尔比为1:1.1的N-甲基咪唑与卤代烃，先加N-甲基咪唑到容器中，再往里缓慢滴加卤代烃，在温度为50°C下，冷凝回流，搅拌36小时或以上； 52.再将体积比为2:1的乙酸乙酯:乙腈溶液加入到SI所得溶液中，回流两小时，减压蒸馏蒸，重复回流与减压蒸馏两次； 53.步骤S2所得产物在120°C温度下烘24小时，即可得卤代离子液体。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，得到的卤代离子液体中加入其它相应负离子的盐，经过离子交换，并提纯可得到相应负离子的离子液体。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述丙烯酸树脂为由丙烯酸、甲基丙烯酸及其衍生物聚合制成的一类热塑性树脂。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述衍生物为酯类、腈类、酰胺类。
【文档编号】C08J3/09GK104479145SQ201410801155
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月22日 优先权日:2014年12月22日
【发明者】张伯前, 余倩, 高泉, 区燕婷, 李屹 申请人:广东工业大学