[发明专利]用于醇酸树脂合成的催化剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂及其使用方法，特别涉及用于醇酸树脂合成的催化剂及其使用方法。

背景技术

醇酸树脂为目前广泛使用的涂料用树脂，它是由多元醇、多元酸或酸酐以及植物油或植物油脂肪酸互相反应而成。醇酸树脂的制造主要有两种方法：一种为醇解法，另一种为脂肪酸法；醇解法中，先将精制植物油与多元醇发生醇解反应，生成植物油脂肪酸的单甘油酯等，然后再与多元酸进行反应，生成醇酸树脂。目前醇酸树脂的合成时，醇解阶段所用的催化剂主要有碱性催化剂CaO、LiOH、蓖麻酸锂、钛酸异丙酯和黄丹，但黄丹受到限制，一般不再使用。但上述催化剂的用量比较大，反应时间长、而且催化剂通常不回收，严重影响环境，容易造成环境污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种绿色的用于醇酸树脂的催化剂及其使用方法。

本发明解决技术问题的技术方案为：用于醇酸树脂的催化剂，所述的催化剂为四水合三氯化铟，催化剂的用量占树脂总重量0.01％～0.03％。

本发明所述催化剂的使用方法为：

a)醇解工序：将涤纶、植物油、松香及多元醇或多元醇混合物进行混合，使混合物升温至120-140℃，加入上述催化剂，使物料继续升温到240-260℃；在搅拌下进行醇解，反应至植物油容忍度合格，涤纶、植物油、松香、多元醇或多元醇的混合物、催化剂的重量比为14～20：40：3：18~20：0.0075-0.0225；

b)酯化缩聚工序：将醇解合格的混合物降温至190-200℃时，然后加入二元酸或二元酸酐、二甲苯，在200-220℃进行反应，直到酸值小于12，停止反应，收集反应所生成的水；二元酸与涤纶的重量比为15-21：14-20；反应溶剂二甲苯的加入重量占树脂总重量的3％；

c)兑稀过滤工序：将酯化缩聚好的反应物降温至160-180℃，在搅拌下加入混合溶剂，使固体树脂的重量含量为50-55％；

d)催化剂回收工序：将b)酯化缩聚工序中收集的反应生成的水，加热至有晶体析出时，停止加热，冷却至室温，即可回收催化剂四水合三氯化铟。

在a)醇解工序中，所述的多元醇为甘油、季戊四醇或季戊四醇和乙二醇混合物。

在b)酯化缩聚工序中，所述的二元酸为对苯二甲酸或间苯二甲酸、二元酸酐为邻苯二甲酸酐或顺丁烯二酸酐。

在c)兑稀过滤工序中，所述的混合溶剂中二甲苯与200号溶剂汽油的体积比为1：4-9；

本发明所述的催化剂的又一种使用方法为：

e)脂肪酸反应工序：将季戊四醇、脂肪酸混合，加热升温至120-140℃加入催化剂，通氮气，开动搅拌并继续升温至220-240℃下反应1～1.5(小时)，加入涤纶，升温到270-280℃，反应至粘度合格即可，收集反应所生成的水；季戊四醇、脂肪酸、涤纶、催化剂的重量比为：80-120：1200-1400：700-800：0.1~0.2；

f)兑稀过滤工序：将脂肪酸反应工序反应好的混合物，放入预先装有200号溶剂汽油的混合釜，混合时间为30-45min，使固体树脂的重量含量为50-55％，当温度降到80℃以下过滤、灌装；

g)催化剂回收工序：将e)脂肪酸反应工序中收集的反应生成的水，加热至有晶体析出时，停止加热，冷却至室温，即可回收催化剂四水合三氯化铟。

在e)脂肪酸反应工序中，所述的脂肪酸为豆油脂肪酸与松香酸的混合物。

本发明采用四水合三氯化铟(InCl₃·4H₂O)代替以上诸种醇酸树脂合成用催化剂，其用量为0.01-0.03％，比LiOH等少使用0.01％。

四水合三氯化铟(InCl₃·4H₂O)催化剂不仅可以用于醇酸树脂的制备，使反应时间缩短，由于反应时间短，所得树脂的色泽降低；而且可以回收利用，并且可以应用于涤纶改性醇酸树脂的合成中，由于该催化剂对涤纶的降解有明显的催化作用，因而应用于涤纶改性醇酸树脂更有明显的缩短反应实践的效果。

生成聚酯的缩聚反应是可逆反应。在适当的温度下，涤纶(聚酯)与足量的醇在催化剂催化下可发生缩聚反应的逆反应——醇解反应。利用这一原理，在催化剂InCl₃的催化作用下首先用脂肪酸同季戊四醇反应生产季戊四醇二或三脂肪酸酯，然后加入废聚酯进行醇解生成对苯二甲酸型醇酸树脂即无苯酐型涤纶改性醇酸树脂。