[发明专利]钛系有机化合物材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种钛系有机化合物及其制备方法。

背景技术

钛是地球上储量居第4位的金属，估计有效储藏量为3亿吨。众所周知，钛产品由于具有不锈蚀(完全耐海水腐蚀)、质轻(密度4.51g/cm³)、抗拉强度高(280～1600MPa)等特点，通常以氧化钛粉和钛系有机化合物，如钛醇盐的形式被广泛应用。

钛系有机化合物的主要用做催化剂、固化剂，也可用作表面活性剂、分散剂、抗水剂或防锈剂等，合成方法主要有溶胶-凝胶法，Nelles法等。徐宏，黄伟，程存康，古宏晨.乙二醇钛的制备及其在聚酯缩聚催化与原位功能复合中的应用.中国有色金属学报，2004，14(3)：221-227文献报道，古宏晨等采用经典的Nelles方法合成了乙二醇钛催化剂，结构式为Ti(OCH₂CH₂O)₂；曹善文，李朝晖，付乐军.PET缩聚催化剂的发展及展望.聚酯工业，2004，17(5)：5-9文献报道，山东济南正昊化纤新材料有限公司的曹善文等人采用水解氧化组合技术纳米级钛系催化剂；中国石油化工总公司的伍青等人制备了一种新型结构的茂金属钛化合物，其通式为R₁Ti(OCH₂R₂)₃，式中R₁为环戊二烯基、取代环戊二烯基，R₂为含6～20个碳原子的芳香烃基团。该化合物和烷基铝氧烷组成的催化剂可用于制备高间规度的聚苯乙烯聚合物，且具有催化活性、催化效率高的特点，可用于工业生产中。

合成新的钛的化合物，以拓展钛的用途，是有关领域十分关注的课题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是公开一种钛系有机化合物材料及其制备方法和应用，以满足有关方面的需要。

本发明的钛系有机化合物的结构通式如下：

其中：

R₁为C_xH_yO_z，x＝2～18，y＝2～36，z＝0～1，且均为整数；

R₂为C_xH_y，x＝2～18，y＝2～36，且均为整数；

R₃为C_xH_yO_z，x＝0～2000且为整数，y＝1～4000且为整数，z＝1～800且为整数。

上述的钛系有机化合物的制备方法，包括如下步骤：

将钛溶胶与多元醇质混合，然后加入二元羧酸，100-300℃温度和0-0.6Mpa压力下回流酯化反应，收集酯化反应过程中馏出的液体，当馏出液的摩尔数为所用二元羧酸类物质的0.20-4.0倍时终止反应，得到酯化物/钛系有机化合物复合材料，将该复合材料直接离心分离，或用溶剂溶解后离心分离，即可得到钛系有机化合物；

反应体系中原料配比：

0.01≤D≤0.5；D＝二元羧酸/多元醇，摩尔比；

所用钛溶胶的量为其中钛组分的量为二元羧酸摩尔量的0.1～50％。

所说的多元醇的化学结构通式如下：

HO-C_x1H_y1O_z1-OH；

其中：

x1＝2～18，y1＝2～36和z1＝0～1且均为整数；

优选的多元醇以乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、2，2-二羟甲基丙酸或己二醇中的一种或一种以上；

所说的二元羧酸的化学结构通式如下：

R₅OC-C_x2H_y2-COR₅；

X2＝2～18，y＝2～36且均为整数；

R₅为Cl、Br或C_mH_nO，其中m＝0～18，n＝1～36，且均为整数。

二元羧酸优选为对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、对萘二甲酸、间萘二甲酸、邻萘二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二乙酯、间苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、对萘二甲酸二甲酯、对萘二甲酸二乙酯、间萘二甲酸二甲酯、间萘二甲酸二乙酯、邻萘二甲酸二甲酯、邻萘二甲酸二乙酯、异酞酸或己二酸中的一种或一种以上；

所说的钛溶胶的制备方法如下：