[发明专利]一种合成烷基胺聚氧乙烯醚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于生产聚烯烃的抗静电剂的合成方法，特别是齐格勒-纳塔催化剂体系合成聚丙烯生产中使用的烷基胺与环氧乙烷的加成物烷基胺聚氧乙烯醚的合成方法。

背景技术

当两种不同物质相互摩擦接触时，一种材料失去电子带正电荷，而另一种材料得到电子带负电荷，这就是通常在材料表面产生的带电现象。高分子材料表面也会产生带电现象，这就给高分子材料的生产、加工以及使用带来一系列问题。

利用抗静电剂可降低高分子材料表面的电阻，从而减弱高分子材料表面的电荷。抗静电剂的作用机理如下：①相当于润滑剂，通过降低摩擦作用而减少静电的产生；②在高分子材料表面构筑导电通道，从而可通过向大气释放静电荷而减少静电产生。抗静电剂可以外涂或内加的方式起作用。外涂抗静电剂一般是将抗静电剂溶解于适当的溶剂，通过向材料表面喷洒抗静电剂或将材料浸入抗静电剂的溶液中，在溶剂挥发后，就可实现将抗静电剂涂覆在材料的表面。这种涂覆抗静电剂的主要缺点在于由于表面摩擦和迁移至高分子材料的内部会使材料的表面失去抗静电性，并且很难实现在材料表面均匀涂覆抗静电剂。内加抗静电剂是将抗静电剂与制备高分子材料的基质共混使用，这就使得抗静电剂分子在高分子材料的制备过程中就已加至高分子材料中，在使用这种高分子材料时，抗静电剂由高分子材料内部逐渐迁移至高分子材料的表面形成均匀的单分子层，在该单分子层中的抗静电剂分子的非极性一端(疏水基团)插入高分子材料中，而极性一端(亲水基团)伸到大气中以吸附大气中的水分，形成一层薄的水膜，该水膜为传导电荷的导电通道，从而向大气释放静电荷而减少静电产生。

非离子型表面活性剂分子带有亲水基团和疏水基团，因此，非离子表面活性剂通常被用作高分子材料的内加抗静电剂。

以高密度聚乙烯、聚丙烯为代表的聚烯烃生产大多采用齐格勒-纳塔催化剂体系。生产过程中需要加入中止剂分解残存的催化剂和活性链，以防止未转化的原料丙烯在后处理过程中继续聚合，影响产品质量和装置正常运行。目前性能优良且广泛使用的中止剂是带有羟基和氨基功能团的羟乙基化脂肪胺。目前国内石化企业广泛使用的Atmer163及部分国产的Atmer163替代品的主要成分是二羟乙基十二烷基胺。由于我国南北气温差异大，该产品低温流动性差、倾点高，冬季易凝固，使用前要加热融化，使其使用不便。采用本发明的合成方法可明显降低胺醚类中止剂的倾点，提高产品的适用性。

本发明所涉及的烷基胺与环氧乙烷的加成物在聚烯烃生产过程中既可以作为抗静电剂使用也可作反应中止剂使用，其合成方法的研究对提高我国石化助剂水平有着重要的意义。

烷基胺与环氧乙烷的加成物烷基胺聚氧乙烯醚是齐格勒-纳塔催化剂体系合成聚丙烯生产中使用的抗静电剂，目前，该抗静电剂的合成方法是：将脂肪胺和催化剂(诸如氢氧化钾、氢氧化钠之类的强碱或强碱弱酸盐)加入反应器内，经过脱水，真空除氧后加入经汽化罐汽化后的环氧乙烷，在160℃至180℃、0.2MPa至0.4MPa条件下反应得到烷基胺聚氧乙烯醚。这种合成方法存在的缺点是：得到的产物颜色深，分子量分布宽，易分层，有沉淀物和絮状物，配伍性差，反应条件苛刻。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合成烷基胺聚氧乙烯醚的方法，该方法的反应条件温和、合成物抗静电性能优异、产率高。

上述发明目的是通过以下技术措施来实现的：本发明的合成烷基胺聚氧乙烯醚的方法包括：

(1)使烷基胺和液态环氧乙烷接触进行预聚合反应，从而得到中间体二羟乙基化的烷基胺；

(2)向反应器内加入催化剂，并再次加入液态环氧乙烷继续反应，从而得到烷基胺聚氧乙烯醚。

在本发明的一种实施方式中，在步骤(1)中，烷基胺与环氧乙烷的摩尔比为1∶0.8至1∶3.3，优选地为1∶0.9至1∶2.3。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中的烷基胺和液态环氧乙烷的预聚合反应是在温度为80℃至120℃、压力为0.05MPa至0.35MPa的条件下进行的；步骤(2)中的反应是在温度为100℃至140℃、压力为0.05MPa至0.35MPa的条件下进行的。

在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中加入的催化剂的量为步骤(2)中再次加入的环氧乙烷的质量的0.15％至0.7％。

在本发明的一种实施方式中，所述烷基胺为饱和的脂肪族胺或不饱和的脂肪族胺或其组合，优选地为十二烷基伯胺、十八烷基伯胺、椰油基伯胺、油基伯胺、牛脂基伯胺或其组合，更优选地为十二烷基伯胺、椰油基伯胺、牛酯基伯胺。