碳酸乙烯酯合成方法

光氣法是最早工業(yè)化制備碳酸乙烯酯的方法。該工藝采用乙二醇與光氣直接反應(yīng),由于光氣有劇毒且對環(huán)境產(chǎn)生嚴重的污染，該方法在發(fā)達國家已被禁止使用,但在一些不發(fā)達國家，仍有企業(yè)在使用此法生產(chǎn)。

由碳酸二乙酯和乙二醇的酯交換反應(yīng)而制備碳酸乙烯酯的方法就是酯交換法。該法從過程來看并不復(fù)雜,關(guān)鍵是能找到合適的催化劑。以二丁基二月桂酸錫和微量強堿作酯交換反應(yīng)的催化劑，在二甲苯回流控制體系的反應(yīng)溫度下,不斷分餾出副產(chǎn)物(乙醇),以減少碳酸二乙酯在蒸出乙醇過程中的損失，提高體系反應(yīng)溫度,加快反應(yīng)速度。然后直接加入對甲苯磺酸中和并催化預(yù)聚合反應(yīng),生成的低聚物在高效裂解催化劑錫粉的催化下,經(jīng)高溫解聚制得環(huán)狀碳酸酯,最終產(chǎn)物的收率≥75%。若能找到比較廉價的原料和高效的催化劑，該方法還是有實際應(yīng)用價值的。

環(huán)氧乙烷與二氧化碳加成反應(yīng)制備碳酸乙烯酯為放熱、體積縮小的反應(yīng),從化學(xué)平衡方面看,低溫、高壓的條件有利于反應(yīng)的進行，同時選擇合適的催化劑是反應(yīng)能否順利進行的關(guān)鍵。該反應(yīng)的體系主要有均相催化體系和多相催化體系。

碳酸乙烯酯(ethylene carbonate EC)

分子式: C3H4O3

透明無色液體(>35℃)，室溫時為結(jié)晶固體。

沸點:248℃/760mmHg ，243-244℃/740mmHg;

閃點:160℃;

密度:1.3218;

折光率:1.4158(50℃);

熔點:35-38℃;

粘度:1.90 mPa.s (40℃);

介電常數(shù)ε:89.6。

中文別名:1,3-二氧戊環(huán)-2-酮;1,3-二氧雜環(huán)戊酮;碳酸乙撐酯;乙二醇碳酸酯;碳酸乙烯酯(EC);碳酸亞乙酯;1,2-乙二醇碳酸酯;1,3-二氧雜環(huán)戊-2-酮;碳酸乙烯;碳酸伸乙酯;2-碳酸乙烯酯。

英文別名:1,3-DIOXOLAN-2-ONE; 1,3-DIOXYLAN-2-ONE; 2-DIOXOLONE; 2-OXO-1,3-DIOXOLANE; CARBONIC ACID CYCLIC ETHYLENESTER; ETHEYLENE CARBONATE; ETHYLENE CARBONATE S; ETHYLENE GLYCOL CARBONATE; GLYCOL CARBONATE; 1,2-ethanediolcarbonate; 1,3-Dioxacyclopentan-2-one; 1,3-dioxalan-2-one; 1,3-dioxalon-2-one; carbonated'ethylene; Carbonic acid, cyclic ethylene ester; carbonicacid,cyclicethyleneester; carbonicacid,ethyleneester; Cyclic ethylene carbonate; Cyclic ethylene ester

CAS號:96-49-1

EINECS號:202-510-0

InChI:InChI=1/C3H6O4/c4-1-2-7-3(5)6/h4H,1-2H2,(H,5,6)/p-1

碳酸乙烯酯(EC)是一種性能優(yōu)良的有機溶劑，可溶解多種聚合物;另可作為有機中間體，可替代環(huán)氧乙烷用于二氧基化反應(yīng)，并是酯交換法生產(chǎn)碳酸二甲酯的主要原料;還可用作合成呋喃唑酮的原料、水玻璃系漿料、纖維整理劑等;此外，還應(yīng)用于鋰電池電解液中。碳酸乙烯酯還可用作生產(chǎn)潤滑油和潤滑脂的活性中間體。

是聚丙烯腈、聚氯乙烯的良好溶劑?？捎米骷徔椛系某榻z液;也可直接作為脫除酸性氣體的溶劑及混凝土的添加劑;在醫(yī)藥上可用作制藥的組分和原料;還可用作塑料發(fā)泡劑及合成潤滑油的穩(wěn)定劑;在電池工業(yè)上，可作為鋰電池電解液的優(yōu)良溶劑。

用于化肥、纖維、制藥及有機合成等行業(yè)。

(質(zhì)量體系符合ISO9001:2000標(biāo)準(zhǔn))

指標(biāo) 電池級 優(yōu)級 工業(yè)級

含量 99.95% min 99.90% min 99.5% min

水分 100ppm max 200ppm max 300ppm max

色度(鉑-鈷) 10 20 40

密度(20°C) 1.321±0.005 g/cm3 1.321±0.005 g/cm3 1.321±0.005 g/cm3

Cl 1 ppm max -- --

SO4 1 ppm max -- --

K 1 ppm max -- --

Na 1 ppm max -- --

Ca 1 ppm max -- --

Fe 1 ppm max -- --

Pb 1 ppm max -- --

鍍鋅鐵桶或烤漆桶包裝，每桶凈重250±0.5千克，亦可采用ISO TANK或按照客戶的要求進行包裝。

本品應(yīng)儲存于陰涼、通風(fēng)、干燥處，按一般化學(xué)品規(guī)定儲運。

S26In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.

不慎與眼睛接觸后，請立即用大量清水沖洗并征求醫(yī)生意見。

S39Wear eye / face protection.

戴護目鏡或面具。

S36 Wear suitable protective clothing.

穿戴適當(dāng)?shù)姆雷o服。

R41Risk of serious damage to the eyes.

對眼睛有嚴重傷害。

R36/37/38 Irritating to eyes, respiratory system and skin.

刺激眼睛、呼吸系統(tǒng)和皮膚。

個烷基取代基所產(chǎn)生的位阻及屏蔽效應(yīng)，使得共聚乳液有著特殊的性能。2叔碳酸乙烯酯共聚物及其涂層的特點由于叔碳酸乙烯酯的上述結(jié)構(gòu)特點，使得它與醋酸乙烯酯及丙烯酸酯的共聚物及涂層有如下特點。2.1優(yōu)越的耐堿性由于α-碳原子上烷基基團的位阻效應(yīng)，聚合物側(cè)鏈上的酯基難以水解，這可顯著提高涂層的耐堿性。

1叔碳酸乙烯酯的結(jié)構(gòu)特點叔碳酸乙烯酯的聚合體結(jié)構(gòu)式為:

式中，R1、R2、R3為烷基取代基，其中至少有一個為甲基，根據(jù)取代基中碳原子數(shù)的多少，可以有一系列產(chǎn)品。

英文名:Veova

因此其乳膠漆可以直接用于水泥、石棉等堿性基材上。2.2優(yōu)異的耐老化性能由于α-碳原子上烷基基團的屏蔽作用，決定了叔碳酸乙烯酯及其共聚物的抗氧化及耐紫外性能優(yōu)異，由它制成的涂層歷經(jīng)十年以上曝曬而不破壞，遠遠優(yōu)于聚醋酸乙烯酯乳液、醋丙乳液及苯丙乳液等制成的涂層。2.3優(yōu)良的抗裂紋性由于α-碳原子上三烷基的位阻效應(yīng)，使得分子之間不能緊密地排列，柔韌性大，因此，由它配制的涂層不易發(fā)生龜裂，有很好的抗裂紋性能。2.4成膜溫度低由于α-碳原子上三個烷基取代基為柔性取代基，且位阻較大，所以，其共聚物的玻璃化溫度低(-3℃)，而聚醋酸乙烯酯的玻璃化溫度為28℃，所以，共聚物輔以適當(dāng)?shù)某赡ぶ鷦┲瞥傻娜槟z漆，成膜溫度為3℃左右，便于冬季施工。3結(jié)語雖然叔碳酸乙烯酯價格較高，但其共聚乳液配制涂料時，所需乳液量比其他乳液量低，故涂料成本不會增加。隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展和人們對建筑涂料要求的提高，該共聚乳液在中國將會有廣闊的市場。C9~11叔碳酸縮水甘油酯和叔碳酸乙烯酯是高檔汽車涂料的重要原料，可改善涂料的光澤和豐滿度、化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱，耐候性、柔韌性和漆膜的硬度。許多涂料中都使用叔碳酸酯類，如硝基漆，醇酸漆,磁漆，粉末涂料以及乙烯基拋光漆等，特別是C9~11叔碳酸縮水甘油酯常作為醇酸樹脂和丙烯酸類樹脂生產(chǎn)的中間體，同時還作為環(huán)氧樹脂的反應(yīng)稀釋劑，叔碳酸乙烯酯與醋酸乙烯酯共聚可產(chǎn)生性能優(yōu)良的涂料，這種涂料具有優(yōu)良的抗堿和抗外部環(huán)境重要條件影響的優(yōu)良性能。⑵在聚合物、樹脂中的應(yīng)用叔碳酸過氧化酯類是氯乙烯，醋酸乙烯，苯乙烯，乙烯，丙烯酸等聚合的高效引發(fā)劑。此類引發(fā)劑因性能穩(wěn)定及低溫引發(fā)聚合等優(yōu)異性能，其使用正逐年擴大，前景廣闊，叔碳酸過氧化酯類，還在氯乙烯與其他單體如丙烯或者丙烯酸的共聚中，用作樹脂的熟化劑。4.1 在涂料方面的應(yīng)用叔碳酸的衍生物在許多涂料中都有應(yīng)用，其中包括硝基漆、醇酸漆、磁漆、粉末涂料以及乙烯基拋光漆等。特別值得提出的C9~11酸的縮水甘油酯和乙烯酯(Veova)，它們可以大大地改善涂料的光澤、化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、膜硬度、膜柔韌性和隔熱性等。中國化工部常州涂料研究院在80年代曾進行過在自干醇酸漆中使用叔碳酸縮水甘油酯的應(yīng)用研究，使漆膜性能得到改善[4]。