專利名稱：含有離子液體的催化組合物及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于有機(jī)反應(yīng)的催化劑，尤其涉及一種包括離子液體在內(nèi)的，由多種物質(zhì)復(fù)配而成的催化組合物，以及在酯化反應(yīng)的催化，特別是不飽和聚酯樹脂催化聚合中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
不飽和聚酯樹脂(Unsaturated Polyester Resin, UPR) 一般是由不飽和二兀酸與二元醇或者飽和二元酸與不飽和二元醇縮聚而成的具有酯鍵和不飽和雙鍵的線型高分子化合物。該高分子化合物又在熱、光或引發(fā)劑的作用下發(fā)生共聚，交聯(lián)而成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固態(tài)材料。作為一種使用最為廣泛的熱固型樹脂，由其制成的制品具有重量輕、強(qiáng)度高、耐化學(xué)腐蝕和電絕緣性好等優(yōu)良性質(zhì)，且成型方法簡(jiǎn)單，便于制造大型或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的塑料制 品(如玻璃鋼)。不飽和聚酯樹脂現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于交通車輛、建筑、造船、化工設(shè)備、電子電器、體育器材及日用器材等領(lǐng)域，是當(dāng)今復(fù)合材料行業(yè)中用量最多的基體樹脂。目前生產(chǎn)的不飽和聚酯樹脂在生產(chǎn)技術(shù)水平、產(chǎn)品產(chǎn)量、品種及開發(fā)應(yīng)用等方面都有了較快發(fā)展，但也存在著生產(chǎn)效率不高和生產(chǎn)成本較高等不利因素，如反應(yīng)溫度(200-2400C )仍較高，反應(yīng)時(shí)間(一般為10-30小時(shí)，甚至達(dá)到40-50小時(shí))仍較長(zhǎng)。不飽和聚酯樹脂的合成反應(yīng)實(shí)際上就是在較高溫度下進(jìn)行的酯化反應(yīng)和縮聚反應(yīng)。為了縮短反應(yīng)時(shí)間，降低反應(yīng)溫度，減少耗能，工業(yè)上已先后采用降低分壓排除水分子，增加攪拌速度，以及加入催化劑等方法進(jìn)行改進(jìn)，但收效甚微。離子液體又稱為室溫離子液體(room temperature ionic liquid)、室溫熔融鹽(room temperature molten salts)或有機(jī)離子液體等,通常簡(jiǎn)稱RTILs,是指僅由離子組成，且在室溫或接近室溫下為液體的鹽。離子液體中只存在陰、陽(yáng)離子，沒(méi)有中性分子，其主要特點(diǎn)是陽(yáng)離子較大且不對(duì)稱，陰離子較小。離子液體是近幾年得到極大關(guān)注的一類環(huán)境友好的新材料，具有穩(wěn)定性好、不揮發(fā)和與有機(jī)物的相容性可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外已報(bào)道利用離子液體進(jìn)行催化酯化的方法(J. Mol. Catal. A Chem. 165(2001)33 ;J. Am.Chem. Soc. 124 (2002) 5962 ；J. Mol. Catal. A Chem. 214 (2004) 12 ；Chem. Lett. 33 (2004) 1072 ；Chem. Lett. 33(2004) 472 ；Catal. Commun. 3(2002) 185 ；Green Chem. 5(2003)38)。但是上述現(xiàn)有的用于催化酯化的離子液體仍存在合成方法復(fù)雜，需要使用大量的有機(jī)溶劑，酯化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率不高，以及產(chǎn)物后處理較繁鎖等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種含有離子液體的催化組合物，所用的離子液體制備方法簡(jiǎn)單，且不使用有機(jī)溶劑。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種含有離子液體的催化組合物，適用于酯化反應(yīng)的催化，顯著提高酯化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，適用于聚酯樹脂的合成催化。本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提供一種含有離子液體的催化組合物，適用于不飽和聚酯樹脂的合成催化，顯著提高酯化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，有效降低反應(yīng)溫度和減少反應(yīng)時(shí)間。本發(fā)明提供的催化組合物，含有至少一種Br^nsted酸性離子液體。本發(fā)明優(yōu)先選擇結(jié)構(gòu)式如下的Br0nsted酸性離子液體，
權(quán)利要求
1.一種含有離子液體的催化組合物，其特征在于含有至少一種結(jié)構(gòu)式如下的Br0nsted酸性離子液體和至少一種金屬化合物；
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的 X「選自于 BF4' Cl' Br' Γ、CH3SO3' CF3SO3' NO3' HSO4' H2PO4' HCOO'
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的Br^nsted酸性離子液體與金屬化合物的質(zhì)量比為10 : I至I : I。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于還含有至少一種結(jié)構(gòu)式如下中性離子液體，
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的X2-選自于Cl' Br' Γ、BF4-或 PF6'
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的中性離子液體和所述的Br0nsted酸性離子液體的質(zhì)量比為10 : I至I : 1，所述的中性離子液體和所述的BrSnsted酸性離子液體總和與所述的金屬化合物的質(zhì)量比為10 : I至I : I。
7.一種含有離子液體的催化組合物，其特征在于含有 至少一種結(jié)構(gòu)式如下的Br0nsted酸性離子液體
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的 X1 選自于 BF4' Cl' Br' Γ、CH3SO3' CF3SO3' NO3' HSO4' H2PO4' HCOO'
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的X2-選自于Cl、fc、I、BF4*PF6。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的金屬化合物選自于有機(jī)錫鹽、醋酸鹽、銻鹽、氯化鋅、鈦酸四丁酯和草酸鹽之任意一種或幾種。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的中性離子液體和所述的Br0nsted酸性離子液體的質(zhì)量比為10 : I至I : 1，所述的中性離子液體和所述的BrSnsted酸性離子液體總和與所述的金屬化合物的質(zhì)量比為10 : I至I : I。
12.—種含有離子液體的催化組合物，其特征在于含有 至少一種結(jié)構(gòu)式如下的Br0nsted酸性離子液體
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的 X1 選自于 BF4' Cl' Br\ Γ、CH3SO3' CF3SO3' NO3' HSO4' H2PO4' HCOO'
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的X2選自于Cl、fc、I、BF4*PF6。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14之一所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的醋酸鹽選自于醋酸鋅，醋酸錳，醋酸鈉，醋酸銨，醋酸鉀、醋酸銨、醋酸銻、醋酸鈣和醋酸錫一種或幾種。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-14之一所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的醋酸鹽選自于草酸亞錫。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-14之一所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的銻鹽選自于醋酸銻和氧化銻。
18.一種用于酯化反應(yīng)的催化劑，包含權(quán)利要求1-17之一所述的含有離子液體的催化組合物。
19.一種用于不飽和聚酯樹脂的合成反應(yīng)的催化劑，包含權(quán)利要求1-17之一所述的含有離子液體的催化組合物。
全文摘要
一種含有離子液體的催化組合物，含有至少一種酸性離子液體和至少一種金屬化合物，離子液體與金屬化合物的質(zhì)量比為10∶1至1∶1。本發(fā)明催化組合物實(shí)現(xiàn)了對(duì)酯化反應(yīng)的高效催化，顯著提高酯化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，有效降低不飽和聚酯樹脂的合成所需的反應(yīng)溫度和減少了反應(yīng)時(shí)間。
文檔編號(hào)C08G63/82GK102784664SQ20111013158
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者包柏青, 周曉海 申請(qǐng)人:常州市華潤(rùn)復(fù)合材料有限公司, 江蘇柏鶴涂料有限公司