[发明专利]一种催化环氧烷烃开环聚合生成聚醚的方法

说明书

本发明公开了一种催化环氧烷烃开环聚合生成聚醚的方法，属于聚醚多元醇合成技术领域。本发明解决了现有聚醚多元醇制备方法存在的需要后处理以及聚合温度高等问题。本发明以环氧烷烃为单体原料，在引发剂、路易斯酸和吡啶有机磷的作用下进行开环聚合生成聚醚。本发明提供的聚合反应采用非金属体系吡啶有机磷为催化剂，在相对温和的条件下(40～60℃)，实现双羟基封端的聚醚多元醇的制备，制备得到的聚合物分子量可控(950～14300g/mol)，分子量分布窄(为1.03～1.21)。

技术领域

本发明涉及一种催化环氧烷烃开环聚合生成聚醚的方法，属于聚醚多元醇合成技术领域，具体涉及环氧烷烃开环聚合的有机路易斯酸碱对体系，聚合工艺及双官能化封端聚醚多元醇的方法。

背景技术

聚醚多元醇制得的聚氨酯弹性体具有较好的水解稳定性、耐候性、低温柔顺性和耐霉菌等性能广泛应用于汽车配件、电缆、薄膜、医疗器材、胶辗、耐油密封件等方面。聚环氧丙烷(PPO)是聚醚多元醇家族的重要成员，在许多应用中用作润滑剂、洗涤剂、印刷油墨、表面活性剂、化妆品试剂和泡沫控制剂的关键成分，主要以低聚物的形式用于上述领域或作为聚氨酯的前体。

现有制备聚醚多元醇的方法通常包括在碱催化剂和双金属络合催化剂催化聚合，聚合反应得到的粗聚醚多元醇大多含有金属离子、副反应产生的醛、低分子量聚合物以及未反应的氧化烯烃等物质，使得聚醚多元醇存在色度异常或容易产生刺激性气味的问题，因此需要对聚醚多元醇进行后处理。此外，上述聚合反应温度较高，一般为100～150℃。因此，提供一种可以在温和的条件下催化环氧烷烃开环聚合生成聚醚的反应，高效地制备得到分子量高、分子量分布窄且不含金属元素的聚醚多元醇聚合物是十分必要的。

发明内容

本发明为了解决上述现有聚醚多元醇制备方法存在的技术问题，提供一种催化环氧烷烃开环聚合生成聚醚的方法。

本发明的技术方案：

本发明的目的之一是提供一种催化环氧烷烃开环聚合生成聚醚的方法，该方法为：以环氧烷烃为单体原料，在引发剂、路易斯酸和路易斯碱的作用下进行开环聚合生成聚醚。

进一步限定，路易斯碱为吡啶有机磷，结构式如下：

式中，R和R₁均为烷基、环烷基、芳基或取代芳基。

进一步限定，R为乙基，R₁为异丙基。

进一步限定，引发剂为单醇，二醇，三醇或四醇

更进一步限定，引发剂为苄醇、乙二醇、丙烯醇、乙醇胺、对氨基苯甲醇、三甲硅基丙炔醇、丙三醇、对苯二甲醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇或聚乙二醇。

进一步限定，环氧烷烃为CHO(氧化环己烯)、EO(环氧乙烷)、PO(环氧丙烷)、HO(1,2-环氧己烷)、ECH(环氧氯丙烷)、AGE(烯丙基缩水甘油醚)、LO(丁基环氧乙烷)、BO(环氧丁烷)、NBGE(正丁基缩水甘油醚)、SO(环氧苯乙烷)、FGE(糠基缩水甘油醚)、PGE(苯基缩水甘油醚)、BGE(丁基缩水甘油醚)中一种或几种混合。

更进一步限定，环氧烷烃为PO(环氧丙烷)、BO(环氧丁烷)、AGE(烯丙基缩水甘油醚)、EO(环氧乙烷)中一种或几种混合。

进一步限定，路易斯酸为三乙基硼。

进一步限定，路易斯碱、路易斯酸、引发剂和环氧烷烃的摩尔比为(0.05～1):(0.15～3):(0～5):(100～1000)。

进一步限定，聚合温度为40～60℃，反应时间为4～51h。