[发明专利]一种相转移催化剂季铵盐及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于脂环族环氧树脂合成工艺中的相转移催化剂，具体涉及一种季铵盐相转移催化剂及其制备方法。 

背景技术

环氧树脂是一种重要的热固性树脂品种，其广泛应用于化工、轻工、水利、交通、机械、电子、家电、汽车及航空航天等工业领域。脂环族环氧树脂通常是用过氧化有机酸氧化相应的不饱和脂环族化合物而得到的一类环氧化合物，它的结构特点是含有脂环，环氧基直接连在脂环上。作为新一代环氧树脂，脂环族环氧树脂由于其结构特点，具有耐电弧性及高体积电阻和表面电阻等优良的电性能，同时这类树脂其固化交联度高、耐热性好、耐候性强、耐紫外光以及抗电子辐射性能而适用于户外使用，并可广泛应用于耐高温胶黏剂、抗紫外线涂料以及LED等电子产品上。目前常用的脂环族环氧树脂的制备工艺主要为过氧酸氧化法和催化氧化法，其中，过氧酸氧化法主要是采用无水的过氧乙酸或过氧丙酸作为氧化剂进行环氧化反应(如专利号US 2,716,123发明专利)，其生产条件较为苛刻，生产过程中存在很大的安全隐患，同时无水过氧羧酸国内市售的比较少且价格昂贵，无水过氧羧酸保存危险性较大，因此以该方法在国内无法实现大规模生产；而催化氧化法是以具有氧化作用的金属化合物为催化剂，以过氧化氢或烷基过氧化物为氧源，通过在水相和有机相之间不断转移运输氧，从而催化合成脂环族环氧化合物。过氧化氢相比过酸具有更好的稳定性、腐蚀性低和价格低廉的特点，是进行环氧化反应的理想原料，采用过氧化氢为氧源的催化体系具有很好的工业前景。如ZL01123652.3和CN200510012240.4所报道，用双氧水为氧源的催化体系都在某些单烯烃的环氧化上取得了不错的结果。公开号为CN101143919的发明专利中催化氧化工艺在实际应用过程中，存在催化氧化选择性低、脂环族环氧化合物特别是环氧树脂ERL-4221收率仅在50％左右、催化剂易在产物中残留的问题，仅在试验室研究阶段。专利号为CN200810010953.0所述的杂多酸季铵盐催化剂合成过程比较复杂、反应时间长，在催化氧化反应需使用助催化剂，提高了生产成本。因此过氧化氢环氧化法需要使用更为高效、易制备的催化剂，以满足脂环族环氧树脂工业化生产的需求。 

发明内容

本发明的目的是提供一种合成脂环族环氧树脂的相转移催化剂，相比现有技术该相转移催化剂制备方法简单，能有效提高脂环族环氧树脂合成工艺的产品收率及含量，开简化该合成工艺，避免了产物中催化剂残留问题，降低生产成本，使其更为环保安全，适合工业化大规模生产。 

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案： 

一种季铵盐相转移催化剂，它以如下的结构通式表示： 

其中，R₁、R₂为相同或不相同的含有C₁～C₄碳原子的饱和直链或支链烷基；R₃为含有C₃～C₁₂碳原子的饱和直链或支链烷基；R₄为含有C₁₂～C₁₈碳原子的饱和直链或支链烷基；X^-为卤离子； 

一种相转移催化剂季铵盐的制备方法，该方法步骤为：将卤代烷与脂肪胺在有机溶剂中混合，加热，回流搅拌15～30h，使反应进行完全，经薄层色谱分析(TLC分析)，至脂肪胺点消失视为反应终点，减压蒸馏脱去溶剂和未反应完的卤代烷，得到白色固体。 

所述的有机溶剂为乙醇、丙醇、正丁醇、戊醇、丙二醇、二乙二醇。 

所述的卤代烷为1-溴丙烷、1-溴丁烷、1-溴戊烷、1-溴己烷、1-溴十二烷、氯甲烷、1-氯丁烷、1-氯己烷、氯化苄。 

所述的脂肪胺为十二烷基叔胺、十四烷基叔胺、十六烷基叔胺、十八烷基叔胺。 

所述的脂肪胺为二甲基十二烷基叔胺、二甲基十四烷基叔胺、二甲基十六烷基叔胺、二甲基十八烷基叔胺。 

所述的脂肪胺与卤代烷的摩尔比为1.0∶2.0至1.0∶4.0. 

所述的其反应温度为50～100℃，反应时间为15～30h。 

所述的季铵盐相转移催化剂在制备脂环族环氧树脂相转移催化剂的应用。 

具体实施方式

实施例1