[发明专利]离子液体在液晶聚酯的制备中作为催化剂的用途及一种液晶聚酯的制备方法

说明书

本发明公开了离子液体在液晶聚酯的制备中作为催化剂的用途，特别是液晶聚酯制备反应步骤中的聚合单体的酰基化反应步骤和/或酰基化后的熔融缩聚反应步骤在离子液体的催化下进行。本发明所述的离子液体为含有两个或两个以上氮原子的杂环有机碱类化合物与阴离子功能化合物反应成的离子液体。以加入的所有聚合单体的总量计，离子液体的加入量为5~2000ppm。本发明的离子液体催化剂具有高效定向催化性，催化效果明显，聚合副反应减少；离子液体稳定性优良，催化效果具有持久性；制备离子液体无需提纯，可直接加入酰基化和酯交换的反应体系，操作简单；由离子液体催化剂催化制备的液晶聚酯树脂具有优秀的拉伸强度、缺口冲击强度。

技术领域

本发明涉及高分子技术领域，特别涉及离子液体在液晶聚酯的制备中作为催化剂的用途及一种液晶聚酯的制备方法。

背景技术

热致液晶聚酯（TLCP）具有优良的机械性能，加工性能，高尺寸稳定性，耐高低温性能，耐化学腐蚀，自增强自阻燃及电绝缘性能，目前在电子电器零部件等领域应用广泛。

液晶聚酯公知的制备方法一般分两步反应，首先是聚合单体在催化剂的作用下，利用酰基化试剂对芳香族羟基化合物进行酰基化处理，以提高羟基的反应活性，再与芳香族羧基在催化剂的作用下通过酯交换反应聚合得到液晶聚酯。常用的催化剂有以下几种，第一种为传统的金属盐类催化剂，如醋酸钾，醋酸钠，醋酸镁，醋酸锌，三氧化二锑，钛酸四丁酯等，如专利CN104098761，CN1491247，CN103665354等。但金属催化剂也会引发分子链断链，生成酮类化合物，从而导致树脂颜色较深；且由于金属离子的残留，制品的绝缘性能等下降；第二种为有机碱类催化剂，如含氮有机化合物如咪唑，具体有1-甲基咪唑，1-乙基咪唑等。专利US6512079提到2001年，Okamata 等利用 NMI 催化聚合TLCP， 发现 NMI 不仅具有选择性催化作用，而且可以使 TLCP树脂分子量分布较传统催化剂合成的更窄，副反应更少，所得树脂的颜色浅，加工和力学性能更加优异。如专利CN1340591，CN103613748等也申请了有机含氮催化剂催化聚合反应。但有机类催化剂也存在其缺点就是高温易挥发，从而失去催化作用，导致高温反应阶段，催化效率变差而带来较多问题，如树脂韧性差等。

离子液体作为一类环境友好型的新型高效催化体系，一般由有机阳离子和无机阴离子组成，其内部结合力是较强的库仑力，熔点较高，在高温熔融聚合中催化效果明显且不易挥发。目前研究较多的离子液体分阳离子类型，如咪唑类，季铵盐类、吡咯类、哌啶类、吡唑类、吗啡类、恶唑类、胍盐类、锍盐类、季膦盐类；阴离子型有卤素离子，四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。改变阴阳离子的组合，可以设计成多种不同的离子液体，目前在一些典型的有机反应中作为溶剂和催化剂应用广泛，如氢化反应、傅克反应，酯化反应等。聚酯合成中目前应用较多的仍是溶液聚合，以离子液体既作为溶液，又催化聚合，如专利CN1485357。但溶液聚合由于溶液中水等问题的影响，容易导致催化剂失活等问题，且离子液体溶液回收利用难度较大，后处理复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服以上技术缺陷，提供离子液体在液晶聚酯的制备中作为催化剂的用途，特别是在液晶聚酯制备反应步骤中的聚合单体的酰基化反应步骤和/或酰基化后的熔融缩聚反应步骤在离子液体的催化下进行的用途，具有聚合副反应少、催化效果具有持久性、操作简单、制备的液晶聚酯具有优秀的拉伸强度和缺口冲击强度等优点。

本发明的另一目的在于，提供一种液晶聚酯的制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：

离子液体在液晶聚酯的制备中作为催化剂的用途，特别是液晶聚酯制备反应步骤中的聚合单体的酰基化反应步骤和/或酰基化后的熔融缩聚反应步骤在离子液体的催化下进行。

所述的离子液体为含有两个或两个以上氮原子的杂环有机碱类化合物与阴离子功能化合物反应成的离子液体。