甲基丙烯酸环己酯的主要用途

简述

甲基丙烯酸环己酯是一种化学式为C₁₀H₁₆O₂，分子量为168.2328的化学物质，无色透明液体。该化合物可溶于乙醇、乙醚、氯仿等，密度比水小，约为0.965g/cm³，折射率为1.4598。

合成

（1）甲基丙烯酸与环己醇酯化法：由甲基丙烯酸与环己醇采用通常酯化法制得。该方法包括以下步骤：将环己醇，甲基丙烯酸，溶剂，催化剂以及阻聚剂加入反应釜，将所得反应体系加热至回流后恒温。在反应过程中向所述反应体系中通入含氧气体，反应后期所述含氧气体的流量大于反应前期所述含氧气体的流量。所述反应前期为反应开始的5～8小时内，所述反应后期为反应5～8小时后至反应结束。反应结束后经过中和，洗涤，减压蒸馏得到所述甲基丙烯酸环己酯产品。本制备方法在酯化反应的不同阶段通入不同流量的含氧气体，将反应过程中生成的水尽可能多的带出反应体系，提高转化率，通过简单的分离提纯工艺即可得到高纯度，低色度的产品[1]。

（2）甲基丙烯酸甲酯与环己醇之交换法：由甲基丙烯酸甲酯与环己醇酯交换制得。具体实施步骤如下：以大孔磺化苯乙烯阳离子交换树脂为催化剂，催化甲基丙烯酸与环己烯进行酯化反应，合成得到甲基丙烯酸环己酯。考察反应温度，反应时间，催化剂用量，原料配比对酯化反应的影响，研究催化剂的重复使用性能，并对催化剂进行了FTIR和BET表征。实验结果表明，大孔磺化苯乙烯系阳离子交换树脂具有较好的催化活性，合成甲基丙烯酸环己酯的最佳条件为：甲基阿烯酸用量51.2g，n(甲基内烯酸):n(环己烯)=4.0，催化剂用量3%(相对于甲基丙烯酸和环己烯的总质量)，阻聚剂对苯二酚用量1%(相对于甲基丙烯酸的质量)，反应温度90℃，反应时间7h。在此条件下，环己烯的转化率为89.0%，甲基丙烯酸环己酯的选择性为95.3%。该催化剂重复使用10次后，催化活性和结构基本不变[2]。

用途

甲基丙烯酸环己酯主要用作涂料用树脂的改性剂，合成棱镜、透镜等光学材料用树脂的原料，还可用作色料调色剂用树脂、胶黏剂用树脂的改性剂，还可用作补齿树脂的原料。有关该化合物的具体用途详见以下介绍：

涂料领域

甲基丙烯酸环己酯参与合成一种羟基丙烯酸分散体和丙烯酸防腐涂料。其中，羟基丙烯酸分散体由以下质量百分比的单体聚合得到：甲基丙烯酸甲酯:10%～40%；丙烯酸丁酯15%～45%；苯乙烯:2%～10%；甲基丙烯酸羟烷基酯和丙烯酸羟烷基酯:30%～37%；甲基丙烯酸:1.5%～5%；甲基丙烯酸环己酯:0～7%；叔碳酸乙烯酯:0～7%。制备得到的羟基丙烯酸分散体具有高羟值，高固含量，低粘度，稳定性好，成本低等优点，且VOC含量低，由其制备的丙烯酸防腐涂料固化形成的漆膜具有优异的耐盐雾性，耐水性和耐候性，且光泽度高[3]。

甲基丙烯酸环己酯还可用于生产耐冷凝水的基于聚氨酯树脂的粘合剂的涂料组合物，其中所述聚氨酯树脂PUR含有α,ω-聚甲基丙烯酸酯二醇(A)作为结构单元。α,ω-聚甲基丙烯酸酯二醇(A)优选由单体单元甲基丙烯酸环己酯，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸丙酯，甲基丙烯酸正丁酯等物质的混合物组成。生产得到的涂料组合物可在汽车生产线涂饰或重涂中作为填料，也是底漆或面漆的优选用途[4]。

纳米材料

二十世纪八十年代初，Stoffer 等首先进行微乳液聚合的研究，从而开辟了一个新领域。与普通乳液聚合相比，微乳液聚合具有反应速率快，所制得的乳胶粒粒子尺寸小，粒径分布窄的特点。因此在反应机理研究、功能材料(如多孔膜、催化剂载体)、纳米粒子，生物医药等技术领域获得了越来越广泛的应用。传统的微乳液聚合可以制备粒径在10 -50 nm 之间的聚合物乳胶粒，但需要使用大量表面活性剂，且所得微乳液固含量低。有关研究人员提出一种改进的微乳液聚合法，并利用这种方法制备了低乳化剂浓度(质量分数1 -2 %)、高固含量(质量分数15-35 %)、纳米尺寸(15 -50nm)的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)乳胶粒，所得的PMMA 具有较高间规度(56 -61 %)和较高Tg(125 ℃左右)。 在后续的研究过程中发现对于其他甲基丙烯酸酯类单体也有类似现象，应用改进的微乳液聚合法可以成功实现甲基丙烯酸环己酯的聚合[5]，且聚合物性质优良。

电池领域

有关研究公开了一种基于环己酯和异冰片酯的光伏蓄电池密封胶及制作方法，包括A组分和B组分。所述A组分由甲基丙烯酸环己酯，尼龙酸二甲酯，二苯基聚二甲基硅氧烷，阻燃剂，高岭土，抗氧剂1010，导热填料组成；B组分由甲基丙烯酸异冰片酯，氯磺化聚乙烯，三亚乙基二胺，硅烷交联剂，铂或铂络合物，消泡剂，硅烷增粘剂组成。分别将A组分和B组分内的材料分别进行加工生产，通过真空捏合机和反应釜加工可以制备得到光伏蓄电池密封胶。上述制备方法通过良好的阻燃剂和导热填料，利用其他物质相互混合，使胶内气泡含量小，并且具有粘结性优异，耐高温高湿性能优异，且阻燃导热和电绝缘性良好，固化速度快，操作方便等优点[6]。

参考文献