[发明专利]聚醚型高分子季铵盐的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚醚型高分子季铵盐的制备方法。

背景技术

高分子季铵盐是一种重要的化工原料，它可以作为表面活性剂，相转移催化剂、抗静电剂、离子溶液等，被广泛使用在化工、医药、纺织、印染、洗涤、材料加工、采矿等领域。关于季铵盐专利报道，在U.S.Pat.NO.3591520中论述了聚环氧氯丙烷与低分子叔胺反应，聚醚分子量在600～10000g/mol之间，其产物可以在石油工业中打破油水乳相，分离出水相。在U.S.Pat.NO.6183622中论述了聚环氧氯丙烷与叔胺反应，产物季铵盐在电解铜沉淀工业方面可以得到广泛的应用；在U.S.Pat.NO.4156775中论述了带环氧基团的季铵盐，在造纸，纤维纺织方面有着显著的效果。在CN1569846中论述了叔胺和环氧氯丙烷反应生成的一种环氧季铵盐，具有长效抗静电和一定杀菌性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种聚醚型高分子季铵盐的合成方法，季铵盐基团悬挂于聚醚高分子链上，季铵盐含量可高可低。

一种聚醚型高分子季铵盐的合成方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)以双金属氰化物为催化剂，以多元醇为起始剂，使环氧氯丙烷聚合或者环氧氯丙烷与其他环氧烯烃生成具有氯甲基侧基的端羟基共聚醚，分子量在500～20000g/mol之间，其结构式为：

其中R为起始剂多元醇的烷基基团，R₁＝H、CH₃，m≥0，n≥5，x≥1，环氧氯丙烷与氧化烯烃共聚醚为无规共聚物或嵌段共聚物；

(2)将上述得到的聚醚和叔胺加入反应釜中，在一定温度下合成聚合物季铵盐，其结构式可表示如下：

其中R为多官能度起始剂多元醇的烷基基团，R₁＝H，CH₃，R₂＝-CH₃，-CH₂-CH₃，吡啶等，m≥0，n≥5，x≥1。

其中所用的双金属氰化物，化学式为Zn₃(Co(CN)₆)₂，其用量在终产品中的含量为100-1000ppm。所述聚醚的合成起始剂可为1～6官能度多元醇，如苯酚、十八烷醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、甘油、双酚A、三羟乙基异尿氰酸酯、三羟甲基丙烷、山梨醇、木糖醇、蔗糖等，但不局限于以上的化合物。所合成的端羟基聚醚的官能度可以在1～6之间。

所合成的端羟基聚醚可以是环氧氯丙烷的均聚产物，也可以是环氧氯丙烷和氧化烯烃(环氧乙烷、环氧丙烷、四氢呋喃等)的无规或嵌段共聚产物，氧化烯烃与环氧氯丙烷的比例可随意变化，但必须保证环氧氯丙烷含量10％(质量)以上以保证季铵盐结构的含量。

步骤(1)合成端羟基聚醚的反应温度为80-160℃，更合适的反应温度为100-150℃；反应时间为2-10个小时，更合适的反应时间为3-7个小时。

步骤(2)所述聚环氧氯丙烷聚醚与叔胺反应的叔胺可为三甲胺，三乙胺，或吡啶，叔胺的用量为环氧氯丙烷结构单元的1-5倍(摩尔用量)。聚环氧氯丙烷聚醚与叔胺反应温度为50-200℃，更合适的反应温度为80-150℃；反应时间为2-10个小时，更合适的反应时间为3-7个小时。

本发明的优点：

本发明的所合成的聚醚型高分子季铵盐，季铵盐基团悬挂于聚醚高分子链上，季铵盐含量可高可低，并且根据端羟基聚醚起始剂官能度、分子量及环氧单体的比例的不同来改变其产品的黏度和季铵盐含量(或离子度)(提高官能度及高分子量可提高产品黏度，增加环氧氯丙烷含量可提高季铵盐含量)。

本发明提供了一种新型聚醚型高分子季铵盐的合成方法，此合成方法简单易行，成本低，易于工业化生产。本发明的聚醚型高分子季铵盐可以作为高效催化剂、表面活性剂、水处理、杀菌剂，同时有着抗静电、粘泥剥离，浮选、侵蚀和破乳等功能。并且这种聚醚型高分子季铵盐末端带有羟基反应基团，可以用异氰酸酯适当交联，用于不同场合。

具体实施方式

本发明可通过如下实施例加以说明，但不限制本发明：

实施例一：