[发明专利]用于嵌段聚醚合成的催化剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及用于嵌段聚醚合成的催化剂及其在嵌段聚醚合成中的应用，尤其涉及含活泼氢原子的起始剂先后与环氧乙烷和/或环氧丙烷反应的嵌段聚醚合成中的应用。

背景技术

CN1183180C公开了以DMC催化剂存在下合成具有高伯羟基含量的长链聚醚多元醇的方法，其在DMC存在下，作为封端基的环氧乙烷/环氧丙烷混和物在含有活泼氢亚原子的起始化合物上的加聚反应在20～200℃的温度下、在0.001～20巴的总压力下并任选地在惰性有机溶剂存在下进行(权利要求7)。其实施例1～5公开了更具体的操作步骤，以其实施例1为例：

取聚(氧化丙烯)三醇起始化合物(数均分子量＝440克/摩尔)873克、DMC-催化剂0.30克(50ppm，基于要制备的长链聚醚多元醇的量)在保护性气体(氮气)下置入10升耐压反应器中，搅拌下升温至105℃。然后，立即一次性加入70∶30重量比的环氧乙烷/环氧丙烷混和物约100克，直至总压升至1.5巴。然后只有观测到加速压力降后，才进一步加入环氧乙烷/环氧丙烷混和物。然后，保持总压恒定在1.5巴，连续加入剩余的70∶30重量比的环氧乙烷/环氧丙烷混合物5027克。所有的氧化烯烃加料完毕后，在105℃下保持5小时的后反应时间，最后，在1毫巴、105℃条件下蒸除易挥发组份得到聚醚产品。

本领域技术人员知道，合成嵌段聚醚的方法通常是在含活泼氢原子的起始剂在催化剂存在下先后与环氧乙烷和/或环氧丙烷发生加成反应而得到。含活泼氢原子的起始剂可以是含-OH、-C0OH、-N-H基团的物质，例如醇类、有机羧酸、胺类、酰胺类、醇胺类等，这些起始剂既可以含有一个、二个甚至多个活泼氢。虽然可以采用DMC催化剂，但是如上述文献CN1183180C公开的那样，只能与环氧乙烷/环氧丙烷的混合物反应，而不能单独与环氧乙烷反应，而且DMC催化剂制备步骤比较繁琐。常用的催化剂是碱性物质，例如碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱土金属的氧化物、碱金属甲醇盐、碱金属乙醇盐等，而在工业生产中从经济和生产效率等综合考虑，最常用于合成嵌段聚醚的碱性物质是氢氧化钾、氢氧化钠、甲醇钾、甲醇钠等。在某些应用的场合，嵌段聚醚的分子量分布越窄越好，但上述现有技术碱性物质的催化剂得到的嵌段聚醚分子量分布普遍较宽。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一是提供一种用于嵌段聚醚合成的催化剂，该催化剂用于催化以含活泼氢原子的起始剂先后与环氧乙烷和/或环氧丙烷发生加成反应合成嵌段聚醚时得到的嵌段聚醚具有分子量分布窄的特点。

本发明所要解决的技术问题之二是上述技术问题之一所述催化剂在嵌段聚醚合成中的应用。

为解决上述技术问题之一本发明采用的技术方案如下：用于嵌段聚醚合成的催化剂，以摩尔份数计，包括：

碱性化合物1份；

冠醚0.1～2份；

其中所述的碱性化合物选自由碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱土金属氧化物、碱金属甲醇盐或碱金属乙醇盐构成的物质组中的任意一种；所述的冠醚选自18-冠醚-6或苯并18-冠醚-6中的至少一种。

上述技术方案中，较优的是以摩尔份数计所述催化剂还包括二甲基砜0.1～2份；所述的碱金属优选自钾或钠，更优选钾；以摩尔份数计所述冠醚份数优选为0.5～1.5份。

上述技术方案中，更优选以摩尔份数计二甲基砜份数为0.5～1.5份。

最优选的技术方案是所述的催化剂，以摩尔份数计包括：氢氧化钾1份；冠醚1份；二甲基砜1份。

为了解决上述技术问题之二，本发明的技术方案如下：上述技术问题之一所述催化剂在嵌段聚醚合成中的应用，尤其在以含活泼氢原子的起始剂先后与环氧乙烷和/或环氧丙烷发生加成反应合成嵌段聚醚方面的应用。

上述技术方案中，采用含活泼氢原子的起始剂、采用环氧乙烷和环氧丙烷为反应单体，本领域技术人知道根据预设嵌段聚醚的序列结构决定环氧乙烷和/或环氧丙烷投入反应的顺序，这就是“先后与环氧乙烷或环氧丙烷反应”应有的技术涵义。