[發(fā)明專利]一種清潔生產(chǎn)有機(jī)鉍催化劑異辛酸鉍的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610580307.2
• 申請(qǐng)日: 2016-07-22
• 公開（公告）號(hào): CN106278868B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣平平;劉洪亮;張凱;李夢(mèng)天
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): C07C51/41
• 分類號(hào): C07C51/41;C07C53/128
• 代理公司: 無(wú)錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 時(shí)旭丹;張仕婷

一種清潔生產(chǎn)有機(jī)鉍催化劑異辛酸鉍的方法，屬于催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以氧化鉍、乙酸酐和異辛酸為主要原料，用乙酸為溶劑，經(jīng)過(guò)兩步反應(yīng)制備異辛酸鉍，利用紅外光譜（FT?IR）對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，采用EDTA絡(luò)合滴定的方法，測(cè)得異辛酸鉍中金屬離子鉍的含量。本發(fā)明原料易得，價(jià)格低廉，溶劑可回收重復(fù)使用，無(wú)三廢產(chǎn)生，制得的異辛酸鉍可作為一種新型高效、無(wú)毒、綠色環(huán)保型聚氨酯彈性體催化劑，以取代目前使用的毒性較大的有機(jī)錫、鉛、汞類重金屬催化劑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種清潔生產(chǎn)有機(jī)鉍催化劑異辛酸鉍的方法，產(chǎn)品異辛酸鉍可作為聚氨酯彈性體的催化劑。此催化劑具有高效、無(wú)毒、綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，以取代目前使用的毒性較大的有機(jī)錫、鉛、汞類重金屬催化劑，屬于催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聚氨酯彈性體是一種獨(dú)特的，由軟鏈段和硬鏈段交替鑲嵌組成的，含有許多氨基甲酸酯基團(tuán)的極性高聚物。其軟鏈段通常由低聚物多元醇構(gòu)成，而硬鏈段通常由二異氰酸酯和小分子擴(kuò)鏈劑組成。通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)能洝⒂叉湺谓Y(jié)構(gòu)及比例，聚氨酯彈性體的物理機(jī)械性能可以在很大范圍內(nèi)進(jìn)行變化、調(diào)整；而硬鏈段間的強(qiáng)靜電作用所形成的微相分離結(jié)構(gòu)，又使其具有良好的生物和血液相容性，再加上聚氨酯易于加工成型，能采用通常的方法滅菌等優(yōu)點(diǎn)，使其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用逐漸廣泛起來(lái)。

在聚氨酯彈性體的合成中，為了加快反應(yīng)的速度，達(dá)到快速固化目的，往往需要加入催化劑。常用的催化劑有叔胺類、有機(jī)錫、有機(jī)鉛和有機(jī)汞類催化劑。有機(jī)酸鉍是近年來(lái)開發(fā)的用于合成聚氨酯材料的新型無(wú)毒、綠色環(huán)保型催化劑，應(yīng)用于聚氨酯彈性體中比錫化合物有更好的耐水解穩(wěn)定性，應(yīng)用結(jié)果表明，能夠明顯降低產(chǎn)品的氣泡的產(chǎn)生，并且可以大幅度提高反應(yīng)速度。其反應(yīng)機(jī)理和有機(jī)錫類有明顯的不同，它可促進(jìn)異氰酸基（-NCO）和羥基（-OH）反應(yīng)而避免-NCO的副反應(yīng)。它不僅可以提高聚氨酯合成反應(yīng)的速度、而且還可以調(diào)節(jié)不同相對(duì)分子質(zhì)量的多元醇與異氰酸酯的反應(yīng)活性，使得制備的聚氨酯預(yù)聚物具有較窄的分子質(zhì)量分布和較低的粘度；同時(shí)該類催化劑還具有無(wú)毒，與人體接觸無(wú)害，安全的優(yōu)點(diǎn)，因此可用于合成醫(yī)用和日用聚氨酯材料，以取代目前使用的毒性較大的有機(jī)錫、鉛、汞類重金屬催化劑。

異辛酸鉍是一種高效有機(jī)鉍催化劑，可用于聚氨酯合成革漿料、涂料、膠粘劑、密封膠、跑道膠水、彈性體以及泡沫塑料等產(chǎn)品的生產(chǎn)。也可將其作為熱穩(wěn)定劑加入到PVC制品中，提高其熱穩(wěn)定性。

JP2000178291A公布了一種制備異辛酸鉍的方法，先用異辛酸與氨水反應(yīng)制得異辛酸銨，用氧化鉍與稀硝酸反應(yīng)制得硝酸鉍，然后用以上制得的異辛酸銨與硝酸鉍反應(yīng)，經(jīng)過(guò)后處理得到異辛酸鉍產(chǎn)品。這種方法以水為溶劑的復(fù)分解反應(yīng)由于反應(yīng)物鉍鹽水溶性不好，即使在轉(zhuǎn)移催化劑季胺鹽作用下反應(yīng)速度仍然較慢難以反應(yīng)完全，而且反應(yīng)原料復(fù)雜，操作繁瑣，成本高，產(chǎn)率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服以上合成方法的不足之處，提供一種清潔生產(chǎn)有機(jī)鉍催化劑異辛酸鉍的方法，該合成方法通過(guò)一個(gè)反應(yīng)器連續(xù)反應(yīng)，工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，產(chǎn)率高。原料與產(chǎn)品均是無(wú)毒環(huán)保，不產(chǎn)生“三廢”，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，符合國(guó)家提倡的綠色環(huán)保要求，具有較高的實(shí)用價(jià)值。

本發(fā)明的技術(shù)方案，一種清潔生產(chǎn)有機(jī)鉍催化劑異辛酸鉍的方法，步驟如下：

（1）取50g乙酸于100mL三口燒瓶中，加入氧化鉍15-16.31g（0.032mol~0.035mol）、乙酸酐2g（0.0196mol），以400-600r/min的轉(zhuǎn)速磁力攪拌，待漿料攪拌均勻后開始加熱，直至溫度達(dá)到120℃；繼續(xù)向三口燒瓶中投入8.7g（0.0854mol）乙酸酐，以600-800r/min的轉(zhuǎn)速繼續(xù)磁力攪拌加熱至140℃，反應(yīng)至上層溶液澄清透明；

（2）分批將30.28 g（0.21mol）異辛酸加入到上述體系中，維持反應(yīng)溫度在140℃，減壓反應(yīng)，反應(yīng)至無(wú)乙酸蒸出為止，得到黃褐色透明狀液體，即為產(chǎn)品異辛酸鉍。

所述反應(yīng)原料的摩爾比為：氧化鉍︰乙酸酐︰異辛酸=0.92~1︰3︰6。