[发明专利]一种用于呔哔克合成的催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于呔哔克合成的催化剂及其制备方法，属于精细化工技术领域。该催化剂以磁性微粉为载体，由KH550向表面接枝氨基，再由环氧琥珀酸开环反应，接枝上支状羧基，然后在叔丁醇钠的强碱催化下，接枝的羧基与二乙醇胺反应，引入支状的羟基，最后由氯化缩水甘油三甲基铵与羟基反应，对表面进行季铵化，使得催化剂的表面含有大量支状的季铵基团，对环氧氯丙烷与氰尿酸有强催化作用。磁性微粉表面具有多孔结构，且含有大量硅藻土，可将闭环反应中生产的水分吸出，避免过量的环氧氯丙烷与水反应，生成的产物随环氧氯丙烷蒸出，降低回收环氧氯丙烷的纯度，避免生成的盐类溶于水中，进入抽滤的滤液中，增加呔哔克的纯化难度。

技术领域

本发明属于精细化工技术领域，具体地，涉及一种用于呔哔克合成的催化剂及其制备方法。

背景技术

在耐候型粉末涂料中，聚酯粉末涂料是目前产量最大，用途最广的粉末涂料品种之一。聚酯粉末涂料用的固化剂直接影响其涂层的各种性能，常用固化剂主要包括异氰脲酸三缩水甘油酯固化剂、封闭异氰酸酯固化剂、三聚氰胺树脂固化剂和酸酐类固化剂，在这几类固化剂中，异氰脲酸三缩水甘油酯固化剂分子中的三嗪环结构具有良好的耐热和耐候性能，被广泛应用。

异氰脲酸三缩水甘油酯，又叫呔哔克，现有技术中，一般以环氧氯丙烷、氰尿酸和片碱为原料，通过两步法工艺合成，以四甲基氯化铵为催化剂，促进环氧氯丙烷与氰尿酸开环反应，中国专利CN112321576A公开了一种电子级异氰尿酸三缩水甘油酯的制备方法，将四甲基氯化铵与苄基三乙基氯化铵复配使用以达到催化作用，催化剂的用量达到8％左右，用量大且后处理难度大，造成后处理难度大的原因为：在生产中环氧氯丙烷既作为原料又作为溶剂，使用量较大，而在闭环反应过程中生成水和盐类，水与环氧氯丙烷在催化剂的作用会发生反应，反应产物易与环氧氯丙烷蒸出，造成回收的环氧氯丙烷纯化不高，且催化剂自身以及生成的盐类溶于水，在抽滤过程中难以脱除，造成后续蒸馏工序难度大，又易发生结垢。因此，本发明从提高催化效率、降低生产难度的角度开发适用于呔哔克合成的催化剂。

发明内容

为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种用于呔哔克合成的催化剂及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于呔哔克合成的催化剂的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤S1：取KH550和乙醇溶液混合，加入盐酸调节pH值为4.0，室温下搅拌30min，硅氧烷水解为硅醇，制成溶液A，再取乙醇溶液加入氢氧化钠调节pH值为9.0，加入磁性微粉在33kHz下超声分散1h，磁性微粉在碱性醇水环境中表面得到大量活性羟基，制成悬浊液B，搅拌状态下将溶液A缓慢加入悬浊液B中，同时补加氢氧化钠维持混合液的pH值不低于7.5，全部加入后升温至50℃搅拌20min，硅醇和磁性微粉表面的羟基缩合，抽滤取沉淀用乙醇溶液洗涤、干燥，制成氨化载体；

进一步地，磁性微粉和KH550的用量比为100g：55-62mL。

步骤S2：取环氧琥珀酸和DMF搅拌溶解，再加入氨化载体、四甲基氯化铵和对苯二酚混合，升温至88-95℃搅拌反应2-3h，环氧琥珀酸中的环氧基与氨化载体表面接枝的氨基开环反应，向氨化载体表面接枝上支状羧基，抽滤取沉淀用水洗涤、干燥，制成支状载体；

进一步地，氨化载体、环氧琥珀酸、四甲基氯化铵和对苯二酚的用量比为100g：18-25g：0.6-0.7g：0.2-0.3g。

步骤S3：取支状载体和1,4-二氧六环超声分散，加入二乙醇胺和叔丁醇钠，升温至100-110℃回流80-120min，在叔丁醇钠的强碱催化下，支状载体上的羧基与二乙醇胺上的仲胺基团反应，反应结束真空脱水，降温至60℃，加入氯化缩水甘油三甲基铵，保温搅拌5-6h，反应结束抽滤取滤饼用乙醇和水交替洗涤，干燥至恒重，制成催化剂。