一种金属有机框架材料作为催化剂在制备增塑剂中的应用制造技术

本发明专利技术属于催化剂技术领域，提供了一种金属有机框架材料作为催化剂在制备增塑剂中的应用，MIL

【技术实现步骤摘要】
一种金属有机框架材料作为催化剂在制备增塑剂中的应用


[0001]本专利技术属于催化剂
，具体涉及一种金属有机框架材料作为催化剂在制备增塑剂中的应用。

技术介绍

[0002]增塑剂是指能使聚合物体系的塑性增加的一类精细化工产品，是一类十分重要的低分子重量的非挥发性化合物，其分子结构具有极性部分和非极性部分，作为添加剂广泛应用于聚合物合成中。增塑剂分子可插入高聚物分子链之间，具有削弱分子间作用力，增大高聚物分子链之间的距离和活动空间，增加高聚物的塑性，降低高聚物的加工温度等作用。IUPAC定义增塑剂为：增塑剂是一类可以增大材料柔韧性，可加工性和可延展性的物质。增塑剂在高分子材料特别是PVC塑料加工中最重要的添加物，可以使其柔韧性增强，容易加工。长期以来，增塑剂在工业，食品和医药等工艺中发挥着不可或缺的地位。例如，邻苯二甲酸二辛酯(DOP)作为通用型增塑剂，主要用于聚氯乙烯脂的加工、还可用于化地树脂、醋酸树脂、ABS树脂及橡胶等高聚物的加工，也可用于造漆、染料、分散剂等方面。对苯二甲酸二辛酯(DOTP)由于具有耐热、耐寒、难挥发、抗抽出、柔软性、持久性和电绝缘性能好等优点，大量用于丙烯腈衍生物，聚乙烯醇缩丁醛、丁腈橡胶、硝酸纤维素、电缆料、PVC和人造革膜的合成和生产。
[0003]增塑剂在塑料制品的合成中有着至关重要的作用，增塑剂在工业生产过程无处不在，需求量几乎每年都在上升。在2001～2011年间，全球生产增塑剂每年约500万吨，这些增塑剂是适用于60多种聚合物产品的合成。直至2014年，全球增塑剂生产增塑剂已经超过600万吨，行业预计2022年全球增塑剂生产量将超过1000万吨。市场对增塑剂大量的需求促使投资者加大对增塑剂的投入和生产，因此增塑剂的催化合成对于研究者是一个非常具有吸引力的方向。
[0004]常用的增塑剂有脂肪族二元或者三元酸酯类、苯二甲酸酯类、苯多酸酯类、苯甲酸酯类、环氧植物油基、柠檬酸酯类等多种。在增塑剂的合成过程中，常用的催化剂有硫酸、磷酸、对甲苯磺酸、苯磺酸、十二烷基苯磺酸、氨基磺酸、钛酸四丁酯、钛酸异丙酯等一系列催化剂。传统的催化剂使用的过程中具有很难解决的问题，例如，硫酸具有很强的腐蚀性，在运输和储存过程存在很大的危险性。除此之外，这些催化剂基本需要经过脱醇、中和、水洗、压滤等步骤得到成品，都会腐蚀设备、副反应多、产品色泽深、后处理复杂且大量废水排放污染环境。损坏设备增加了设备的维护成本，后处理十分复杂，不仅增加了处理成本而且会造成产品中有催化剂残留和环境污染，与近些年一直倡导的绿色化学的理念相悖。

技术实现思路

[0005]本专利技术是为了解决上述问题而进行的，利用金属有机框架材料(MetalL
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Organic Frameworks，MOFs)材料具有大表面积、孔道可调节性等特点，在作为催化剂时拥有传统催化剂所没有的特点，选用钛基金属有机框架材料MIL
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125作为催化剂来制备增塑剂，提供了
一种有机框架材料作为催化剂在制备增塑剂中的应用。
[0006]本专利技术提供了一种金属有机框架材料作为催化剂在制备增塑剂中的应用，具有这样的特征，金属有机框架材料催化多元有机酸与醇反应生成增塑剂，金属有机框架材料为钛基金属有机框架材料MIL
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125，多元有机酸为二元有机酸或者三元有机酸。
[0007]在本专利技术提供的金属有机框架材料作为催化剂在制备增塑剂中的应用中，还可以具有这样的特征：其中，多元有机酸、醇与钛基金属有机框架材料MIL
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125的摩尔分数之比为1:4～15:0.01。
[0008]在本专利技术提供的金属有机框架材料作为催化剂在制备增塑剂中的应用中，还可以具有这样的特征：其中，多元有机酸为邻苯二甲酸、对苯二甲酸、己二酸、癸二酸、柠檬三酸或偏苯三酸中的任意一种，醇为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、叔丁醇、戊醇、异戊醇、正己醇、异己醇、庚醇、辛醇、异辛醇、仲辛醇、壬醇、异壬醇、癸醇或异癸醇中的任意一种。
[0009]在本专利技术提供的金属有机框架材料作为催化剂在制备增塑剂中的应用中，还可以具有这样的特征：其中，将多元有机酸、醇及钛基金属有机框架材料MIL
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125加入到反应容器中，然后将反应容器放入到温度为100℃～190℃的加热介质中，搅拌反应一段时间，过滤，收集液体，液体为增塑剂，并回收固体的催化剂。
[0010]在本专利技术提供的金属有机框架材料作为催化剂在制备增塑剂中的应用中，还可以具有这样的特征：其中，增塑剂的产率为35.4％～99.9％。
[0011]在本专利技术提供的金属有机框架材料作为催化剂在制备增塑剂中的应用中，还可以具有这样的特征：其中，加热介质为黏度为100cps的二甲基硅油。
[0012]在本专利技术提供的金属有机框架材料作为催化剂在制备增塑剂中的应用中，还可以具有这样的特征：其中，增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二异乙酯、邻苯二甲酸二丙酯、邻苯二甲酸二异丙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二叔丁酯、邻苯二甲酸二戊酯、邻苯二甲酸异戊酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸异己酯、邻苯二甲酸二庚酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸异壬酯、邻苯二甲酸二癸酯、邻苯二甲酸二异癸酯、对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二异乙酯、对苯二甲酸二丙酯、对苯二甲酸二异丙酯、对苯二甲酸二丁酯、对苯二甲酸二叔丁酯、对苯二甲酸二戊酯、对苯二甲酸异戊酯、对苯二甲酸二己酯、对苯二甲酸异己酯、对苯二甲酸二庚酯、对苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二异辛酯、对苯二甲酸二仲辛酯、对苯二甲酸二壬酯、对苯二甲酸异壬酯、对苯二甲酸二癸酯、对苯二甲酸二异癸酯、己二酸二异乙酯、己二酸二异丙酯、己二酸二丁酯、己二酸二己酯、己二酸二辛酯、己二酸二异辛酯、癸二酸二异乙酯、癸二酸二异丙酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二己酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二异辛酯、柠檬三酸三甲酯、柠檬三酸三丁酯、柠檬三酸三己酯、柠檬三酸三辛酯、柠檬三酸三异辛酯、偏苯三酸三甲酯、偏苯三酸三丁酯、偏苯三酸三己酯、偏苯三酸三辛酯或偏苯三酸三异辛酯中的任意一种。
[0013]专利技术的作用与效果
[0014]根据本专利技术提供的金属有机框架材料作为催化剂在制备增塑剂中的应用，MIL
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125作为催化剂，催化二元或者三元有机酸与醇反应生成增塑剂。反应物在MOFs材料的孔道中进行反应，相对于传统催化剂而言，MIL
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125作为催化剂具有更多的催化位点，因此具有更高的催化效率。合成的增塑剂性质稳定，便于工业的运输和储存，降低了运输和储存的费
用。
[0015]进一步地，MIL
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125作为一类固体材料，在催化合成增塑剂的过程中，是属于多相催化反应，在反应结束后只需要通过过滤即可以将催化剂和反应溶液分离开，相对于传统的催化增塑剂的催化剂而言，反应结束后处理更为简单和便捷。并且，在反应结束后，金属有机框架依旧保持原有的框架结构，可以回本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属有机框架材料作为催化剂在制备增塑剂中的应用，其特征在于，所述金属有机框架材料催化多元有机酸与醇反应生成增塑剂，所述金属有机框架材料为钛基金属有机框架材料MIL
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125，所述多元有机酸为二元有机酸或者三元有机酸。2.根据权利要求1所述的金属有机框架材料作为催化剂在制备增塑剂中的应用，其特征在于：其中，所述多元有机酸、所述醇与所述钛基金属有机框架材料MIL
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125的摩尔分数之比为1:4～15:0.01。3.根据权利要求1所述的金属有机框架材料作为催化剂在制备增塑剂中的应用，其特征在于：其中，所述多元有机酸为邻苯二甲酸、对苯二甲酸、己二酸、癸二酸、柠檬三酸或偏苯三酸中的任意一种，所述醇为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、叔丁醇、戊醇、异戊醇、正己醇、异己醇、庚醇、辛醇、异辛醇、仲辛醇、壬醇、异壬醇、癸醇或异癸醇中的任意一种。4.根据权利要求1所述的金属有机框架材料作为催化剂在制备增塑剂中的应用，其特征在于：其中，将所述多元有机酸、所述醇及所述钛基金属有机框架材料MIL
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125加入到反应容器中，然后将所述反应容器放入到温度为100℃～190℃的加热介质中，搅拌反应一段时间，过滤，收集液体，所述液体为所述增塑剂，并回收固体的所述催化剂。5.根据权利要求4所述的金属有机框架材料作为催化剂在制备增塑剂中的应用，其特征在于：其中，所述增塑剂的产率为35.4％～99.9％。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李良春，袁宝玲，范涛，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：