[发明专利]醇解聚碳酸酯的催化剂及方法

说明书

本发明属于聚碳酸酯的醇解反应，公开了催化聚碳酸酯(PC)醇解回收双酚A(BPA)的催化剂及方法。该方法以[EMIMOH]Cl‑nUrea低共熔溶剂为催化剂，反应物聚碳酸酯和醇发生醇解反应，生成双酚A。本发明提供的催化剂和方法能够有效提高PC的醇解率和BPA的收率，同时该催化剂的合成方法简单，成本低廉，用量极少，利于工业生产。

技术领域

本发明涉及聚碳酸酯的醇解反应，特别涉及催化聚碳酸酯醇解回收双酚A的催化剂及方法。

背景技术

聚碳酸酯(PC)是一种分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，由于聚碳酸酯结构上的特殊性，已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。随着PC材料产销量的迅猛增加，所产生的废旧PC也越来越多。虽然废旧PC本身毒性不大，但由于其体积庞大，在自然条件下降解缓慢，不仅占据空间、污染环境，而且也是一种巨大的资源浪费。因此，废旧PC的回收利用日益受到人们的重视。目前，所报道的化学回收法主要分为热裂解和化学解聚。热裂解法大多是在熔融状态下进行，反应需要较高的温度，并且高聚物断链无规则，生成的副产物较多，难以得到高纯度的目标产物。所以与热裂解法相比，化学解聚法则更实用，其中醇解法是一种有效途径之一。

目前醇解法主要是在传统强碱存在下进行的，例如刘耀源等(塑料科技,2014,42(3):74-77)报道了采用氢氧化钠为催化剂，甲苯为溶剂，催化光盘级PC甲醇醇解回收双酚A(BPA)，尽管该工艺可以有效的降解PC，但需使用大量的强碱作催化剂，腐蚀设备，废水量大，而且催化剂不能循环使用。杨学群等(化工学报,2011,62(S2):85-89)报道了采用离子液体为催化剂和反应介质，催化废旧光盘甲醇醇解，该法可有效的降解废旧光盘回收相应的产品双酚A，同时克服了消耗大量高浓度无机强酸/强碱且不能重复回用的技术问题；但离子液体合成步骤繁琐、成本高、并且用量大(离子液体与光盘质量比最好为1:1)；离子液体虽然是新型绿色性溶剂，其绿色性在于其没有明显的蒸气压、热稳定性好以及操作安全等，但是离子液体的合成、纯化和回收过程都使用大量的挥发性有机溶剂，离子液体作为催化剂或溶剂终有一部分要流失到环境中，将对环境造成不同程度的影响。因此，寻找一种可生物降解的、用量少的催化效果好的醇解聚碳酸酯的催化剂来改善现有工艺弊端，实现废旧聚碳酸酯材料化学回收利用具有重要意义。

发明内容

为了解决现有技术中醇解聚碳酸酯的催化剂用量大、成本高、无法生物降解、催化效果还有待提高的问题，本发明提供了醇解聚碳酸酯的催化剂。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

醇解聚碳酸酯的催化剂，该催化剂为N-甲基咪唑前驱体和尿素制备而成的[EMIMOH]Cl-nUrea低共熔溶剂，其中，1≤n≤5，N-甲基咪唑前驱体是由N-甲基咪唑和2-氯乙醇制备而成的。

优选地，所述[EMIMOH]Cl-nUrea低共熔溶剂的制备方法为：在氮气氛围下，摩尔比为1:n(1≤n≤5)的N-甲基咪唑前驱体和尿素在80-100℃加热搅拌反应2h，直至固体混合物变成透明澄清液体，生成催化剂[EMIMOH]Cl-nUrea低共熔溶剂，其中，1≤n≤5。

优选地，所述N-甲基咪唑前驱体的制备方法为：摩尔比1:1的N-甲基咪唑和2-氯乙醇加热回流，搅拌反应48h，自然冷却至室温，过滤并用乙酸乙酯多次洗涤冷却后的白色沉淀，干燥白色沉淀得到N-甲基咪唑前驱体。