一种氟代碳酸乙烯酯与碳酸亚乙烯酯的联产方法与流程

专利检索2022-05-10  49


1.本发明涉及离子电池电解液添加剂化学技术领域,具体为一种氟代碳酸乙烯酯与碳酸亚乙烯酯的联产方法。


背景技术:

2.氟代碳酸乙烯酯(fec)是性能优异的电池电解液添加剂,用作锂离子电池成膜添加剂时,相对于传统成膜添加剂碳酸亚乙烯酯(vc)而言,它不仅具有化学性质稳定的优点,还可以有效改善电池的低温特性,降低电池内阻,改善电池的循环性能,碳酸亚乙烯酯(vc)是一种锂离子电池新型有机成膜添加剂与过充电保护添加剂,具有良好的高低温性能与防气胀功能,可以提高电池的容量和循环寿命;
3.传统碳酸亚乙烯酯合成工艺为氯代碳酸乙烯酯进行脱氯反应制备vc;氟代碳酸乙烯酯合成方法是通过氯代碳酸乙烯酯(cec)与固体氟化物(氟化金属)进行氟代反应得到氟代碳酸乙烯酯,但两个工艺都存在着生产工艺合成反应时间长,能耗大、设备损耗大,且副反应多不利于后期提纯的技术问题。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于提供一种氟代碳酸乙烯酯与碳酸亚乙烯酯的联产方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种氟代碳酸乙烯酯与碳酸亚乙烯酯的联产方法,包括以下步骤;
6.步骤一、在反应釜中加入氯碳酸乙烯酯、阻聚剂、再加入碳酸二甲酯,升温至55

60℃,搅拌0.5

1h得到溶液a;
7.步骤二、持续搅拌溶液a并加入三乙胺三氢氟酸盐,然后在搅拌下滴加三乙胺,滴加过程温度控制在55

65℃,滴加结束后升温5

10℃,开始恒温反应并计时,反应12

15h,反应全程氮气保护,反应结束得到溶液b,对溶液b趁热过滤;
8.步骤三、用碳酸二甲酯洗涤滤渣3

4次,加入与步骤一中等同重量的阻聚剂,常压蒸馏,温度不大于95℃,除去剩余的三乙胺和碳酸二甲酯,用旋转蒸发仪蒸馏出产品。
9.优选的,步骤一中,所述氯碳酸乙烯酯、阻聚剂和碳酸二甲酯的质量比为1:0.01

0.02:1.5。
10.优选的,步骤二中,所述溶液a与三乙胺的质量比为1:0.35

0.4。
11.优选的,步骤二中,所述溶液a与三乙胺三氢氟酸盐的质量比为1:0.25

0.3。
12.优选的,步骤二中,所述三乙胺滴加时间为1.5

2h。
13.优选的,步骤二中,所述旋转蒸发仪内的真空度为0.003

0.004mpa,温度不大于80℃。
14.优选的,步骤三中,蒸馏出产品后,对滤渣利用溶剂淋洗,适量溶剂淋洗可以带出滤渣中残存的产品,提高收率。
15.优选的,所述溶剂为dmc溶剂。
16.优选的,步骤二中,对溶液b过滤的方式为:所述溶液b经循环水泵抽滤直至滤液和滤渣完全分离,得到滤液及滤渣。
17.本发明提出的一种氟代碳酸乙烯酯与碳酸亚乙烯酯的联产方法,有益效果在于:
18.1、本发明的制备氟代碳酸乙烯酯与碳酸亚乙烯酯的工艺简单、能耗低、环保、减少副产物的生成、利用率高,利于后期提纯操作;
19.2、本发明应条件温和,安全性高,适合大规模生产的氟代碳酸乙烯酯与碳酸亚乙烯酯的联产。
具体实施方式
20.下面将结合本发明的实施例中,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
21.实施例1、本发明提供一种技术方案:一种氟代碳酸乙烯酯与碳酸亚乙烯酯的联产方法,包括以下步骤;
22.步骤一、在反应釜中加入氯碳酸乙烯酯、阻聚剂、再加入碳酸二甲酯,升温至60℃,搅拌0.5h得到溶液a;
23.其中,氯碳酸乙烯酯、阻聚剂和碳酸二甲酯的质量比为1:0.02:1.5;
24.步骤二、持续搅拌溶液a并加入三乙胺三氢氟酸盐,溶液a与三乙胺的质量比为1:0.35,然后在搅拌下滴加三乙胺,三乙胺滴加时间为1.5

2h,溶液a与三乙胺三氢氟酸盐的质量比为1:0.27,滴加过程温度控制在59℃,滴加结束后升温9℃,开始恒温反应并计时,反应14h,反应全程氮气保护,反应结束得到溶液b,对溶液b趁热过滤,溶液b经循环水泵抽滤直至滤液和滤渣完全分离,得到滤液及滤渣;
25.步骤三、用碳酸二甲酯洗涤滤渣3次,加入与步骤一中等同重量的阻聚剂,常压蒸馏,温度不大于95℃,除去剩余的三乙胺和碳酸二甲酯,用旋转蒸发仪蒸馏出产品,旋转蒸发仪内的真空度为0.0038mpa,温度不大于80℃,蒸馏出产品后,对滤渣利用溶剂淋洗,适量dmc溶剂淋洗可以带出滤渣中残存的产品,提高收率。
26.实施例2、本发明提供一种技术方案:一种氟代碳酸乙烯酯与碳酸亚乙烯酯的联产方法,包括以下步骤;
27.步骤一、在反应釜中加入氯碳酸乙烯酯、阻聚剂、再加入碳酸二甲酯,升温至55℃,搅拌0.5h得到溶液a;
28.其中,氯碳酸乙烯酯、阻聚剂和碳酸二甲酯的质量比为1:0.01:1.5;
29.步骤二、持续搅拌溶液a并加入三乙胺三氢氟酸盐,溶液a与三乙胺的质量比为1:0.35,然后在搅拌下滴加三乙胺,三乙胺滴加时间为1.5h,溶液a与三乙胺三氢氟酸盐的质量比为1:0.25,滴加过程温度控制在55℃,滴加结束后升温5℃,开始恒温反应并计时,反应12h,反应全程氮气保护,反应结束得到溶液b,对溶液b趁热过滤,溶液b经循环水泵抽滤直至滤液和滤渣完全分离,得到滤液及滤渣;
30.步骤三、用碳酸二甲酯洗涤滤渣3次,加入与步骤一中等同重量的阻聚剂,常压蒸
馏,温度不大于95℃,除去剩余的三乙胺和碳酸二甲酯,用旋转蒸发仪蒸馏出产品,旋转蒸发仪内的真空度为0.003mpa,温度不大于80℃,蒸馏出产品后,对滤渣利用溶剂淋洗,适量dmc溶剂淋洗可以带出滤渣中残存的产品,提高收率。
31.实施例3、本发明提供一种技术方案:一种氟代碳酸乙烯酯与碳酸亚乙烯酯的联产方法,包括以下步骤;
32.步骤一、在反应釜中加入氯碳酸乙烯酯、阻聚剂、再加入碳酸二甲酯,升温至60℃,搅拌1h得到溶液a;
33.其中,氯碳酸乙烯酯、阻聚剂和碳酸二甲酯的质量比为1:0.02:1.5;
34.步骤二、持续搅拌溶液a并加入三乙胺三氢氟酸盐,溶液a与三乙胺的质量比为1:0.4,然后在搅拌下滴加三乙胺,三乙胺滴加时间为2h,溶液a与三乙胺三氢氟酸盐的质量比为1:0.3,滴加过程温度控制在65℃,滴加结束后升温10℃,开始恒温反应并计时,反应15h,反应全程氮气保护,反应结束得到溶液b,对溶液b趁热过滤,溶液b经循环水泵抽滤直至滤液和滤渣完全分离,得到滤液及滤渣;
35.步骤三、用碳酸二甲酯洗涤滤渣4次,加入与步骤一中等同重量的阻聚剂,常压蒸馏,温度不大于95℃,除去剩余的三乙胺和碳酸二甲酯,用旋转蒸发仪蒸馏出产品,旋转蒸发仪内的真空度为0.004mpa,温度不大于80℃,蒸馏出产品后,对滤渣利用溶剂淋洗,适量dmc溶剂淋洗可以带出滤渣中残存的产品,提高收率。
36.实施例4、本发明提供一种技术方案:一种氟代碳酸乙烯酯与碳酸亚乙烯酯的联产方法,包括以下步骤;
37.步骤一、在反应釜中加入氯碳酸乙烯酯、阻聚剂、再加入碳酸二甲酯,升温至58℃,搅拌0.6h得到溶液a;
38.其中,氯碳酸乙烯酯、阻聚剂和碳酸二甲酯的质量比为1:0.015:1.5;
39.步骤二、持续搅拌溶液a并加入三乙胺三氢氟酸盐,溶液a与三乙胺的质量比为1:0.38,然后在搅拌下滴加三乙胺,三乙胺滴加时间为1.8h,溶液a与三乙胺三氢氟酸盐的质量比为1:0.28,滴加过程温度控制在60℃,滴加结束后升温8℃,开始恒温反应并计时,反应13h,反应全程氮气保护,反应结束得到溶液b,对溶液b趁热过滤,溶液b经循环水泵抽滤直至滤液和滤渣完全分离,得到滤液及滤渣;
40.步骤三、用碳酸二甲酯洗涤滤渣3次,加入与步骤一中等同重量的阻聚剂,常压蒸馏,温度不大于95℃,除去剩余的三乙胺和碳酸二甲酯,用旋转蒸发仪蒸馏出产品,旋转蒸发仪内的真空度为0.0035mpa,温度不大于80℃,蒸馏出产品后,对滤渣利用溶剂淋洗,适量dmc溶剂淋洗可以带出滤渣中残存的产品,提高收率。
41.尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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