马来酸二丁酯的应用

概述

马来酸二丁酯(DBM)又名顺丁烯二酸二丁酯，是一种用途广泛的高分子单体，也是一种重要的化工原料，在高分子工业中常用作辅聚剂、润滑剂和增塑剂。工业上采用硫酸催化合成马来酸二丁酯，存在工艺复杂、设备腐蚀严重、“三废”污染严重等问题，因此研究者不断探索新型催化剂来替代硫酸，如磺酸、无机盐、固体超强酸、杂多酸、分子筛。

应用

马来酸二丁酯(dibutylmaleate，DBM)是一种用途广泛的化工原料，它的高分子单体极易与苯乙烯、氯乙烯、丙烯酸酯、乙酸乙烯酯等单体发生共聚，可用作涂料、树脂粘贴剂，造纸、织物、塑料和石油工业中的分散剂、润滑剂、浸渍剂等；与氯乙烯共聚、脱氯化氢反应，可得到耐热性、稳定性较好的微孔化合物，可用作过滤嘴香烟的烟蒂。马来酸二丁酯可用作农药缓释剂，延长农药的药性，还可以提高洗涤剂清除污渍的洗涤效果；马来酸二丁酯可作为气相色谱固定液、凝胶化促进剂、防锈添加剂、线型烯烃树脂和不饱和聚酯的交联剂、聚氯乙烯树脂和甲基丙烯酸树脂增塑剂，还可作为溶剂用于制备彩色照相乳液、特种墨水等。

制备

方法1：在装有分水器的100mL三颈烧瓶中，加入一定量的马来酸酐、正丁醇和催化剂，置于微波反应器中。设定微波反应器一定功率和一定微波时间，进行微波辐射回流反应。反应完成后，分别用蒸馏水、饱和碳酸钠溶液洗涤数次，用无水硫酸镁干燥，处理后经减压蒸馏，蒸出未反应的正丁醇，最后收集酯馏分，即可得到无色透明的油状液体马来酸二丁酯。称量，按照下式计算产率。实验结果表明，马来酸二丁酯最佳合成条件为：马来酸酐与正丁醇物质的量比1∶4，以离子液体［HSO3-pmim］+［HSO4］－为催化剂，其用量为2.0g，微波功率为600W，微波时间为15min，马来酸二丁酯产率可达到99.36%。在微波辐射下，催化剂离子液体［HSO3-pmim］+［HSO4］－重复使用7次后活性没有明显降低，马来酸二丁酯产率仍高于96%，表明该催化剂具有较好的反应活性和稳定性。与常规加热方式相比，微波加热提高了反应效率，缩短了反应时间。

方法2：在装有磁力搅拌子、温度计、分水器和冷凝管的三口烧瓶中加入一定量马来酸酐，正丁醇，催化剂以及带水剂甲苯，加热回流反应一定时间。反应结束后，稍冷后取样测定其酸值。利用GB1668-81方法测定反应前后酸值的变化，计算酯化率。实验结果表明，Zr(SO4)2/SiO2是合成马来酸二丁酯的良好催化剂，适宜的催化剂制备条件为：硫酸锆负载量57%，焙烧温度400℃，焙烧时间2h。适宜的催化合成反应条件为：酐醇物质的量比为1∶2.5，催化剂用量为马来酸酐质量的6%，带水剂甲苯8mL，反应时间2.0h。在此条件下马来酸二丁酯的酯化率为98.5%。

方法3：一种马来酸二丁酯的合成方法，采用的合成方法为：加入顺丁烯二酸酐、正丁醇、催化剂组成的反应体系，使用循环泵和换热器进行内循环加热，体系抽真空进行反应；其中所述的反应温度为80~130℃，反应时间3-4小时。如图1所示的工艺流程示意图进行操作，向反应釜中加入98kg顺丁烯二酸酐、111kg正丁醇，25kg氢型阳离子交换树脂，升温，开冷凝器，待溶清后，开换热器蒸汽，开反应罐罐底阀、转料泵，打内循环，开冷凝器抽真空，分出产生的水，控制罐内反应温度在90~125℃，反应4小时，蒸馏，中和，水洗，得到产品，检测产品，酯化率为99.3%。