[发明专利]一种负载型多金属氧酸盐催化剂及其制法和应用

说明书

本发明公开了一种负载型多金属氧酸盐催化剂和利用。利用本发明制备的催化剂实现橡胶防老剂TMQ环境友好型的制备。采用负载型多金属氧酸盐催化剂，即利用多金属氧酸盐与高化学活性的前驱体制备的复合产物以制备TMQ。负载型多金属氧酸盐催化剂制备简易、催化效果良好，可使TMQ的制备减少盐酸消耗量，从而避免了设备腐蚀、碱液用量大及三废处理成本高昂等问题。

技术领域

本发明属于橡胶助剂领域，具体涉及一种可用于催化制备橡胶防老剂TMQ的负载型多金属氧酸盐催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

防老剂TMQ是国内外市场需求量最大的橡胶防老剂之一，其主要成分为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉的二、三、四聚合体。

目前，国内TMQ的制备主要采用“一步法”，即通常采用苯胺和丙酮为原料，在盐酸催化作用下，经成盐、缩合、聚合、中和、蒸馏等一系列步骤制得。

盐酸催化剂使TMQ的制备常常面临设备腐蚀严重、碱水消耗量巨大、三废处理成本高昂等问题。

为了克服上述技术性不足，寻求新型催化材料、降低盐酸消耗与碱消耗、减少高含盐废水的产生对TMQ的环境友好型制备具有十分重要的意义。

多金属氧酸盐通常是指包含过渡金属元素的阴离子型金属氧簇化合物，分子结构确定、相对稳定，并且具备多重可调变因素。通过调节阴离子结构、配原子、中心原子及抗衡阳离子等方式即可系统调控多金属氧酸盐的性质，针对特定要求在分子水平上进行设计，因此在催化剂设计及制备方面具有十分广阔的应用前景。

为了减少多金属氧酸盐的流失、提高催化效率，可以采用将其与二氧化硅、二氧化钛等载体结合的方式，形成新的复合材料，进一步提高比表面积、增加催化活性中心、提高催化活性以达到特别的技术要求。

因此本发明考虑利用负载型多金属氧酸盐催化剂对TMQ的制备进行催化，并提供一种新型环保的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种负载型多金属氧酸盐催化剂及其制备方法，以克服TMQ制备现有技术中盐酸催化所引起的设备腐蚀、酸碱消耗量巨大、高含盐废水排放等问题。

本发明提供的负载型多金属氧酸盐催化剂，是利用多金属氧酸盐与高化学活性的前驱体制备的复合产物。

所述催化剂中，多金属氧酸盐包括并不仅限于重铬酸、钼磷酸、钨硅酸、磷钨酸、焦钒酸等及其盐类。

所述催化剂中，高化学活性的前驱体包括并不仅限于正硅酸乙酯、钛酸丁酯、硅酸钠、P123嵌段共聚物、F127嵌段共聚物。

所述催化剂中，多金属氧酸盐与高化学活性的前驱体制备的复合产物，其制备方法如下：

称取多金属氧酸盐与高化学活性的前驱体在溶剂中混合，经过搅拌、加热形成胶状物，静置一定时间老化，样品在一定温度下真空烘干。

进一步地，溶剂系指可以使多金属氧酸盐彻底溶解的溶剂，包括但不仅限于水、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、二氧甲烷、氯仿、丙酮、乙腈、乙酸乙酯，N,N-二甲基甲酰胺，二甲亚砜。

进一步地，搅拌时间为0~72 h。

进一步地，加热温度为30~100℃。

本发明的另一目的是提供一种利用上述负载型多金属氧酸盐催化剂实现TMQ绿色环保型制备的方法。

为实现上述目的，本发明所提供的制备方法通过以下方式来实现：

将原料苯胺、丙酮和负载型多金属氧酸盐催化剂加入溶剂中，混合并加热至反应温度，反应一段时间后蒸馏脱除溶剂，得到橡胶防老剂TMQ。

所述方法中，制备橡胶防老剂TMQ的反应温度为90~180℃，反应时间为1~20小时。