專利名稱：含有離子液體的催化組合物及其用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種適用于有機反應的催化劑，尤其涉及一種包括離子液體在內(nèi)的，由多種物質(zhì)復配而成的催化組合物，以及在酯化反應的催化，特別是不飽和聚酯樹脂催化聚合中的應用。
背景技術：
不飽和聚酯樹脂(Unsaturated Polyester Resin, UPR) 一般是由不飽和二兀酸與二元醇或者飽和二元酸與不飽和二元醇縮聚而成的具有酯鍵和不飽和雙鍵的線型高分子化合物。該高分子化合物又在熱、光或引發(fā)劑的作用下發(fā)生共聚，交聯(lián)而成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固態(tài)材料。作為一種使用最為廣泛的熱固型樹脂，由其制成的制品具有重量輕、強度高、耐化學腐蝕和電絕緣性好等優(yōu)良性質(zhì)，且成型方法簡單，便于制造大型或結(jié)構(gòu)復雜的塑料制 品(如玻璃鋼)。不飽和聚酯樹脂現(xiàn)已被廣泛應用于交通車輛、建筑、造船、化工設備、電子電器、體育器材及日用器材等領域，是當今復合材料行業(yè)中用量最多的基體樹脂。目前生產(chǎn)的不飽和聚酯樹脂在生產(chǎn)技術水平、產(chǎn)品產(chǎn)量、品種及開發(fā)應用等方面都有了較快發(fā)展，但也存在著生產(chǎn)效率不高和生產(chǎn)成本較高等不利因素，如反應溫度(200-2400C )仍較高，反應時間(一般為10-30小時，甚至達到40-50小時)仍較長。不飽和聚酯樹脂的合成反應實際上就是在較高溫度下進行的酯化反應和縮聚反應。為了縮短反應時間，降低反應溫度，減少耗能，工業(yè)上已先后采用降低分壓排除水分子，增加攪拌速度，以及加入催化劑等方法進行改進，但收效甚微。離子液體又稱為室溫離子液體(room temperature ionic liquid)、室溫熔融鹽(room temperature molten salts)或有機離子液體等,通常簡稱RTILs,是指僅由離子組成，且在室溫或接近室溫下為液體的鹽。離子液體中只存在陰、陽離子，沒有中性分子，其主要特點是陽離子較大且不對稱，陰離子較小。離子液體是近幾年得到極大關注的一類環(huán)境友好的新材料，具有穩(wěn)定性好、不揮發(fā)和與有機物的相容性可調(diào)等優(yōu)點。國內(nèi)外已報道利用離子液體進行催化酯化的方法(J. Mol. Catal. A Chem. 165(2001)33 ;J. Am.Chem. Soc. 124 (2002) 5962 ；J. Mol. Catal. A Chem. 214 (2004) 12 ；Chem. Lett. 33 (2004) 1072 ；Chem. Lett. 33(2004) 472 ；Catal. Commun. 3(2002) 185 ；Green Chem. 5(2003)38)。但是上述現(xiàn)有的用于催化酯化的離子液體仍存在合成方法復雜，需要使用大量的有機溶劑，酯化反應的轉(zhuǎn)化率不高，以及產(chǎn)物后處理較繁鎖等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種含有離子液體的催化組合物，所用的離子液體制備方法簡單，且不使用有機溶劑。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種含有離子液體的催化組合物，適用于酯化反應的催化，顯著提高酯化反應的轉(zhuǎn)化率，適用于聚酯樹脂的合成催化。本發(fā)明的又一個目的在于提供一種含有離子液體的催化組合物，適用于不飽和聚酯樹脂的合成催化，顯著提高酯化反應的轉(zhuǎn)化率，有效降低反應溫度和減少反應時間。本發(fā)明提供的催化組合物，含有至少一種Br^nsted酸性離子液體。本發(fā)明優(yōu)先選擇結(jié)構(gòu)式如下的Br0nsted酸性離子液體，
權利要求
1.一種含有離子液體的催化組合物，其特征在于含有至少一種結(jié)構(gòu)式如下的Br0nsted酸性離子液體和至少一種金屬化合物；
2.根據(jù)權利要求I所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的 X「選自于 BF4' Cl' Br' Γ、CH3SO3' CF3SO3' NO3' HSO4' H2PO4' HCOO'
3.根據(jù)權利要求I所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的Br^nsted酸性離子液體與金屬化合物的質(zhì)量比為10 : I至I : I。
4.根據(jù)權利要求I所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于還含有至少一種結(jié)構(gòu)式如下中性離子液體，
5.根據(jù)權利要求4所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的X2-選自于Cl' Br' Γ、BF4-或 PF6'
6.根據(jù)權利要求4所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的中性離子液體和所述的Br0nsted酸性離子液體的質(zhì)量比為10 : I至I : 1，所述的中性離子液體和所述的BrSnsted酸性離子液體總和與所述的金屬化合物的質(zhì)量比為10 : I至I : I。
7.一種含有離子液體的催化組合物，其特征在于含有 至少一種結(jié)構(gòu)式如下的Br0nsted酸性離子液體
8.根據(jù)權利要求7所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的 X1 選自于 BF4' Cl' Br' Γ、CH3SO3' CF3SO3' NO3' HSO4' H2PO4' HCOO'
9.根據(jù)權利要求7所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的X2-選自于Cl、fc、I、BF4*PF6。
10.根據(jù)權利要求7所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的金屬化合物選自于有機錫鹽、醋酸鹽、銻鹽、氯化鋅、鈦酸四丁酯和草酸鹽之任意一種或幾種。
11.根據(jù)權利要求7所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的中性離子液體和所述的Br0nsted酸性離子液體的質(zhì)量比為10 : I至I : 1，所述的中性離子液體和所述的BrSnsted酸性離子液體總和與所述的金屬化合物的質(zhì)量比為10 : I至I : I。
12.—種含有離子液體的催化組合物，其特征在于含有 至少一種結(jié)構(gòu)式如下的Br0nsted酸性離子液體
13.根據(jù)權利要求12所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的 X1 選自于 BF4' Cl' Br\ Γ、CH3SO3' CF3SO3' NO3' HSO4' H2PO4' HCOO'
14.根據(jù)權利要求12所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的X2選自于Cl、fc、I、BF4*PF6。
15.根據(jù)權利要求1-14之一所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的醋酸鹽選自于醋酸鋅，醋酸錳，醋酸鈉，醋酸銨，醋酸鉀、醋酸銨、醋酸銻、醋酸鈣和醋酸錫一種或幾種。
16.根據(jù)權利要求1-14之一所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的醋酸鹽選自于草酸亞錫。
17.根據(jù)權利要求1-14之一所述的含有離子液體的催化組合物，其特征在于所述的銻鹽選自于醋酸銻和氧化銻。
18.一種用于酯化反應的催化劑，包含權利要求1-17之一所述的含有離子液體的催化組合物。
19.一種用于不飽和聚酯樹脂的合成反應的催化劑，包含權利要求1-17之一所述的含有離子液體的催化組合物。
全文摘要
一種含有離子液體的催化組合物，含有至少一種酸性離子液體和至少一種金屬化合物，離子液體與金屬化合物的質(zhì)量比為10∶1至1∶1。本發(fā)明催化組合物實現(xiàn)了對酯化反應的高效催化，顯著提高酯化反應的轉(zhuǎn)化率，有效降低不飽和聚酯樹脂的合成所需的反應溫度和減少了反應時間。
文檔編號C08G63/82GK102784664SQ20111013158
公開日2012年11月21日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權日2011年5月19日
發(fā)明者包柏青, 周曉海 申請人:常州市華潤復合材料有限公司, 江蘇柏鶴涂料有限公司