[发明专利]一种基于离子液体高效催化制备聚碳酸酯的方法

权利要求书

1.一种基于离子液体催化制备聚碳酸酯的方法，其特征在于，以碳酸酯和二羟基化合物为原料，反应过程中使用咪唑类离子液体催化剂，通过熔融酯交换反应合成聚碳酸酯，合成过程分为酯交换和缩聚两个反应阶段：在80～150℃，常压下加入咪唑类离子液体作为酯交换催化剂，反应3-5h，得到预聚物；接着在220～270℃，真空度为0.05～0.10MPa下加入缩聚催化剂，反应0.5～6h，反应完毕得到聚碳酸酯；所述咪唑类离子液体的总用量为碳酸酯摩尔量的1×10^-5～1×10^-2，其结构如式I所示：

式I中R₁、R₂、R₃相同或不同，为H、C_nH_2n+1、C_nH_2n-1、C_nH_2nOH、C_nH_2nCOOH、C_nH_2nNH₂、C_nH_2nCl、C_nH_2nBr、C_nH_2nI中的至少一种且n＝1～20，当为C_nH_2n-1时，n不为1；X^-为四氟硼酸根、六氟磷酸根、硫酸氢根、硫酸根、对甲基苯磺酸根、磷酸二氢根、硝酸根、双(三氟甲烷磺酰)亚胺根、三氟甲磺酸根、F^-、Cl^-、Br^-、双氰胺根、硫氰酸根、甲酸根、丙酸根、丁酸根、戊酸根、己酸根、庚酸根、辛酸根、壬酸根、癸酸根、软脂酸根、硬脂酸根、乙醇酸根、乳酸根、苯甲酸根、水杨酸根、丁二酸根、柠檬酸根、酒石酸根、高氯酸根中的至少一种；

所述二羟基化合物选自1,4:3,6-二缩水己六醇、脂肪族二羟基化合物和芳香族二羟基化合物中的至少一种；

所述1,4:3,6-二缩水己六醇选自异山梨醇、异甘露醇、异艾杜醇中的至少一种；所述脂肪族二羟基化合物为1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇，1,8-辛二醇，三乙二醇、1,3-环戊二醇、1,4-环己二醇、1,4-环己二甲醇中的至少一种；所述芳香族二羟基化合物为2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2-二(4-羟基苯基)丁烷、4,4'-(1-苯乙基)双酚、4,4'-亚乙基双苯酚、4,4'-二羟基二苯甲烷、4,4'-二羟基四苯甲烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3-甲苯基)丙烷、1,3-双[2-(4-羟苯基)-2-丙基]苯、3-(4-羟基苯基)-1-丙醇、对苯二酚、对苯二甲醇、1,4-苯二乙醇中的至少一种；所述碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸二丁酯、碳酸二苯酯中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳酸酯和二羟基化合物的熔融酯交换反应通式为：

式II为脂肪族二羟基化合物和芳香族二羟基化合物中的一种，所述脂肪族二羟基化合物选自1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇，1,8-辛二醇，三乙二醇、1,3-环戊二醇、1,4-环己二醇或1,4-环己二甲醇，所述芳香族二羟基化合物选自2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2-二(4-羟基苯基)丁烷、4,4'-(1-苯乙基)双酚、4,4'-亚乙基双苯酚、4,4'-二羟基二苯甲烷、4,4'-二羟基四苯甲烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3-甲苯基)丙烷、1,3-双[2-(4-羟苯基)-2-丙基]苯、3-(4-羟基苯基)-1-丙醇、对苯二酚、对苯二甲醇或1,4-苯二乙醇；式III为碳酸酯中的一种，所述碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸二丁酯或碳酸二苯酯；碳酸酯和二羟基化合物的投料比为0.8～1.2；与1,4:3,6-二缩水己六醇的摩尔比为0～10；m,n是产物中两种重复单元的数目，且数值为100～1000的自然数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缩聚催化剂选自咪唑类离子液体、碱金属、碱土金属或过渡金属的氧化物、配合物、卤化物、有机酸、碳酸盐中的至少一种。