[发明专利]季铵盐催化剂及其应用以及异梨山醇改性聚酯

说明书

本申请公开了一种季铵盐催化剂，将含有季铵盐的溶液中加入金属氯化物，陈化，过滤，即得到含有所述季铵盐催化剂的溶液。本发明设计合成的金属络合物修饰季铵盐在改性聚酯制备过程中，可有效缩减酯化反应时间，降低缩聚反应温度，减少原料损失，降低体系副反应发生几率。利用该催化剂制得的异山梨醇改性聚酯耐热性好，特性黏度高，色度优良，为改性聚酯高效制备提供一条高效途径。

技术领域

本申请涉及一种季铵盐催化剂及其应用以及异梨山醇改性聚酯，属于化工制备领域。

背景技术

聚酯是指大分子主链上含有大量酯键的高分子化合物，由二元(或多元)酸(或其酯)与二元(或多元)醇通过直接酯化或酯交换生成。根据二元酸和二元醇的不同，可以合成多种聚酯。

催化剂是聚酯生产工艺的重要环节，对催化剂的研究一直是聚酯工业技术发展的重要内容之一。国外学者对缩聚反应机理金属催化剂的催化作用催化剂的种类等方面进行了深入研究，并且从未停止过对新型催化剂的探索。对缩聚反应有催化作用的化合物种类繁多几乎涉及了除卤族元素和惰性元素之外的所有主副族元素，但是目前工业生产应用和研究较多的催化剂主要是Sb，Ge，Ti等系列的化合物。Sb系催化剂活性适中价格低廉在聚酯工业中使用最为普遍，缺点是Sb化合物本身具有一定的毒性,在天然产物中又与砷共存，随着人们环保意识的提高，锑系催化剂逐渐被其它新型催化剂取代。Ge系催化剂价格昂贵目前应用的还比较少。Ti系催化剂活性最高，一般用于聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)，聚对苯二甲酸环己撑二甲醇酯(PCT)等的合成。但其催化剂颜色反应比较明显。近年来，国内外许多聚酯生产厂家和催化剂生产厂家围绕提高催化剂活性，减少催化剂对环境的污染，改善聚酯产品性能等方面进行了大量研究工作，涌现出一些极有发展潜力的催化剂品种，新型催化剂的开发已成为聚酯生产厂家相研究的热点。

CN200910033447.8公开了一种三价的铋类金属作为聚酯反应的催化剂，在足够的温度和压力下利用现有的聚合设备制备聚酯。该方法通过使用新型的三价的铋类金属催化剂，能够高效的催化缩聚反应，但对酯化反应作用有限，酯化反应温度高，且酯化反应率低。锡类催化剂尤其是氯化锡对酯化阶段催化作用明显，使用锡类催化剂能够明显的降低酯化温度，缩短酯化时间，能耗下降明显。但铋系催化剂与锡类催化剂存在着一定缺陷，由于自身特性，铋系催化剂与锡类催化剂极易与反应体系中生成的水作用生成水解产物，不但降低催化效率，而且其水解产物易沉积堵塞管道，给生产带来不便。因此，保证该催化剂稳定性及分散性显得尤为重要。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种季铵盐催化剂，本发明设计合成的金属络合物修饰季铵盐在改性聚酯制备过程中，可有效缩减酯化反应时间，降低缩聚反应温度，减少原料损失，降低体系副反应发生几率。利用该催化剂制得的异山梨醇改性聚酯耐热性好，特性黏度高，色度优良，为改性聚酯高效制备提供一条高效途径。

本申请所提供的季铵盐催化剂，将含有季铵盐的溶液中加入金属氯化物，陈化，过滤，即得到含有所述季铵盐催化剂的溶液。

具有路易斯酸性的季铵盐类催化剂具有较高的催化酯化活性。其阴离子可以非金属阴离子以及金属络合物阴离子。BiCl₃与SnCl₄可与氯离子形成BiCl^4-与SnCl₆^2-金属络合物阴离子，其与氮正离子通过离子键结合可提高铋与锡在反应体系分散性与稳定性。因此，结合以上铋系催化剂与锡类催化剂优点以及季铵盐化合物结构特点，设计开发了金属络合物修饰季铵盐催化剂，可有效缩减酯化反应时间，降低缩聚反应温度，减少原料损失，降低体系副反应发生几率。

具体地，季铵盐的溶液可以为季铵盐的乙醇溶液。

可选地，所述季铵盐选自C₈～C₁₈烷基三甲基氯化铵中的至少一种。

可选地，所述金属氯化物中的金属元素选自Bi、Sn中的至少一种；