[發(fā)明專(zhuān)利]一種可用于PBAT合成的酯化反應(yīng)催化劑及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210414061.7
• 申請(qǐng)日: 2022-04-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115010909A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳蘇;劉暢
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08G63/83
• 分類(lèi)號(hào): C08G63/83;C08G63/82;C08G63/84;C08G63/85;C08G63/183
• 代理公司: 南京天華專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

本發(fā)明公開(kāi)一種可用于PBAT合成的酯化反應(yīng)催化劑及其制備方法，此催化劑主要作用于酯化反應(yīng)，此催化劑能夠獲得具有良好色澤以及較高聚合度的聚酯。所述的催化劑主要采用含有磺酸鹽的多金屬層狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)與金屬配位化合物進(jìn)行復(fù)合所得。利用磺酸鹽與多金屬層狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)進(jìn)行接枝組裝形成具有多金屬中心的陰離子型層狀磺酸鹽化合物。而后將一些金屬配位化合物附著于這一合成載體上，形成具有高活性和穩(wěn)定性的催化劑微粒。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可用于PBAT合成的酯化反應(yīng)催化劑及其制備方法，更具體的為利用多金屬層狀結(jié)構(gòu)物為骨架結(jié)合雙胍三辛烷基苯磺酸鹽并同時(shí)負(fù)載金屬配位化合物，形成具有較高活性的酯化反應(yīng)催化劑，此催化劑能夠用于聚酯的合成。

技術(shù)背景

用于高分子材料合成的催化劑是化工領(lǐng)域重要的重要物質(zhì)，尤其是針對(duì)酯化反應(yīng)現(xiàn)今已有多種催化劑可廣泛運(yùn)用于酯化催化，銻和鈦的化合物是目前在工業(yè)制造中最常見(jiàn)的催化劑在美國(guó)專(zhuān)利4039515、4482700、5302690等中都有所提及，但目前在使用鈦或銻作為催化劑時(shí)容易造成聚酯發(fā)脆導(dǎo)致，機(jī)械強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，從而需要添加入磷酸酯類(lèi)的熱穩(wěn)定劑，但磷酸酯與催化劑會(huì)相互干擾導(dǎo)致催化活性下降。為解決這一問(wèn)題美國(guó)專(zhuān)利5733969采用以沸石為基礎(chǔ)改性的催化劑雖然對(duì)此問(wèn)題有一定的改善但是在后期的加工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品發(fā)黃的缺點(diǎn)，同時(shí)由于沸石的加入容易導(dǎo)致催化劑顆粒在物料出口處聚集，需要定期清理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種可用于PBAT合成的酯化反應(yīng)催化劑，本發(fā)明的另一目的是提供上述催化劑的制備方法。本發(fā)明所述的酯化反應(yīng)催化劑是利用多金屬層狀結(jié)構(gòu)物為骨架結(jié)合雙胍三辛烷基苯磺酸鹽并同時(shí)負(fù)載金屬配位化合物，形成具有較高活性的酯化反應(yīng)催化劑，能夠適用于生產(chǎn)高機(jī)械強(qiáng)度以及外觀較好的聚酯樹(shù)脂。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種可用于PBAT合成的酯化反應(yīng)催化劑，其特征在于采用含有磺酸鹽的多金屬層狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)與金屬配位化合物進(jìn)行復(fù)合所得；其中含有磺酸鹽的多金屬層狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)通式為：

其中的為二價(jià)金屬物質(zhì)，為三價(jià)金屬物質(zhì)，X值在0.17～0.33之間(M³⁺與(M²⁺+M³⁺)摩爾比介于0.17～0.33之間時(shí)能得到結(jié)構(gòu)完整的催化劑)；A為陰離子鹽化合物磺酸鹽。

優(yōu)選所述的金屬配位化合物為含有磺酸鹽的多金屬層狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)的質(zhì)量比為1.0％～15％。

優(yōu)選所述的二價(jià)金屬物質(zhì)為鎂、鐵、鋅或鈷；三價(jià)金屬物質(zhì)為鋁或鐵。

優(yōu)選所述的陰離子鹽化合物磺酸鹽為雙胍三辛烷基苯磺酸鹽。

優(yōu)選所述的多金屬層狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)的粒徑為0.1～1微米之間。

優(yōu)選所述的金屬配位化合物為鈦酸酯或鋁酸酯中的一種或幾種。

本發(fā)明還提供了一種制備上述的可用于PBAT合成的酯化反應(yīng)催化劑的方法，采用含有磺酸鹽的多金屬層狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)與金屬配位化合物進(jìn)行復(fù)合所得。利用磺酸鹽與多金屬層狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)進(jìn)行組裝形成具有多金屬中心的陰離子型層狀磺酸鹽化合物；而后將金屬配位化合物附著于合成載體的層間縫隙中，形成具有高活性和穩(wěn)定性的催化劑微粒；其具體步驟如下：

(a).利用離子交換法設(shè)計(jì)含有目標(biāo)金屬的多金屬層狀結(jié)構(gòu)物質(zhì)，將含M²⁺的化合物(如碳酸鎂、氧化亞鐵、碳酸鋅、碳酸鈷等)和含M3⁺的氧化物(如氧化鋁或氧化鐵等)，混合配置成摩爾濃度為1～10％的溶液，將溶液與(從日本堺化學(xué)公司所購(gòu)的)結(jié)構(gòu)式為[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]的多層金屬物在60～80℃下進(jìn)行離子交換獲得具有目標(biāo)金屬核心以及比例的多金屬層狀結(jié)構(gòu)物質(zhì)；