[發(fā)明專利]聚苯乙烯加氫制聚環(huán)己烷基乙烯的加氫催化劑及制備方法和加氫方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811242263.8
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN111085268B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賀小進(jìn);陳建軍;石建文;徐林;譚金枚;王雪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: B01J31/14
• 分類號: B01J31/14;B01J37/03;C08F8/04;C08F112/08
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;李婉婉

本發(fā)明涉及聚苯乙烯加氫制聚環(huán)己烷基乙烯領(lǐng)域，提供了聚苯乙烯加氫制聚環(huán)己烷基乙烯的加氫催化劑及制備方法和加氫方法。該加氫催化劑由以下組分經(jīng)陳化反應(yīng)制得：a、含第VIII族元素的有機(jī)金屬化合物和/或金屬配合物；b、通式R_nM表示的烷基金屬化合物，其中，R為取代或未取代的C₂?C₁₀烷基，M為選自化學(xué)周期表中第VIII族以外的金屬元素；n為配位數(shù)且與M的價態(tài)數(shù)相等；c、水；和d、取代或未取代的C₁?C₁₂的一元或多元醇；其中，組分a：組分b：組分c：組分d的摩爾比＝1：(1?10)：(0.01?0.9)：(0.01?0.2)。該加氫催化劑用于聚苯乙烯加氫制聚環(huán)己烷基乙烯反應(yīng)，具有高的加氫催化活性及加氫反應(yīng)效率，聚苯乙烯的加氫度大于95％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚苯乙烯加氫制聚環(huán)己烷基乙烯，具體涉及一種聚苯乙烯加氫制聚環(huán)己烷基乙烯的加氫催化劑，該催化劑的制備方法，以及使用該加氫催化劑進(jìn)行聚苯乙烯加氫制聚環(huán)己烷基乙烯的加氫方法。

背景技術(shù)

聚苯乙烯(PS)是由苯乙烯聚合而成的樹脂，是五大通用熱塑性合成樹脂之一。由于PS存在耐熱、耐紫外線性能差，性脆易斷裂等缺點，目前PS的應(yīng)用僅限于低端產(chǎn)品，如食品包裝、玩具、衣架、泡沫塑料和某些消費性電子產(chǎn)品，然而即使這樣仍可能逐漸被更廉價的聚丙烯所替代，在高端領(lǐng)域應(yīng)用的聚碳酸酯(PC)、聚丙烯腈-苯乙烯-丁二烯(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，價格高昂。PS催化加氫得到聚環(huán)己烷基乙烯(PCHE)后，不飽和苯基的平面結(jié)構(gòu)變成飽和環(huán)己烷基椅式結(jié)構(gòu)，其空間結(jié)構(gòu)效應(yīng)使PCHE在保持原有高透明性的同時，耐熱、耐氧、耐紫外光、抗拉強(qiáng)度等性能均得到大幅度提高。如PS經(jīng)氫化后玻璃化溫度從105℃大幅提高到147℃，與PC玻璃化溫度149℃接近，密度從1.06g/cm³降低到0.95g/cm³，比PC的密度1.20g/cm³低21％，PCHE的透光率與PS相同，高于PC。PCHE在保持高抗氧化性、紫外光穩(wěn)定性及良好光學(xué)性能同時，拉伸強(qiáng)度大幅度提高，與PC相當(dāng)，達(dá)到工程塑料的要求。并且，PCHE具有輕質(zhì)的特點如作為飛機(jī)、高鐵、地鐵、轎車等零件時，不僅成本降低，而且重量降低，降低能量消耗。PCHE兼具PS、PC的優(yōu)點，特別是可替代PC作為光學(xué)材料、記錄材料應(yīng)用于通訊、信息、電子、高速鐵路和城市地鐵、航空航天領(lǐng)域，使這些材料的制造成本大幅度下降，具有很好的發(fā)展前景。

由于對PS中芳環(huán)的加氫比對-C＝C-的加氫困難，傳統(tǒng)均相催化劑很難對其進(jìn)行加氫，因此目前PS加氫主要方法為非均相加氫法。

CN104140480B公開了一種以表面具有貫穿大孔二氧化硅空心微球為載體，以等體積浸漬法或離子交換法得到活性組分負(fù)載量為1-10wt％的負(fù)載型加氫催化劑。

CN107213895A公開了一種采用非均相鈀催化劑的制備方法及其催化聚苯乙烯加氫的方法。

現(xiàn)有PS非均相加氫催化劑仍然存在催化活性不高，催化劑用量過大，反應(yīng)條件過于苛刻等缺點。因此，開發(fā)出高活性、高利用率的PS加氫催化劑尤其是開發(fā)出高活性均相催化劑具有重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服常規(guī)對苯環(huán)加氫需要固相催化劑、催化劑用量大，反應(yīng)溫度高、反應(yīng)壓力大的缺點，提供了聚苯乙烯加氫制聚環(huán)己烷基乙烯的加氫催化劑及制備方法和加氫方法。該加氫催化劑制備方法簡單，制備條件溫和，具有高的加氫催化活性及加氫反應(yīng)效率。

為實現(xiàn)上述目的，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)將加氫組分經(jīng)陳化反應(yīng)制成加氫催化劑后，可以改善加氫組分的金屬在催化劑中存在的化合價價態(tài)為低價態(tài)，有利于對聚苯乙烯中的不飽和鍵進(jìn)行完全加氫，可以獲得的高聚物材料具有高透明度、純凈度及抗沖擊性，從而提出本發(fā)明。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種聚苯乙烯加氫制聚環(huán)己烷基乙烯的加氫催化劑，該加氫催化劑由以下組分陳化經(jīng)反應(yīng)制得：