[发明专利]聚环氧烷、用于制备聚环氧烷的方法和催化剂有效
| 申请号： | 200780038201.9 | 申请日： | 2007-09-06 |
| 公开（公告）号： | CN101528809A | 公开（公告）日： | 2009-09-09 |
| 发明（设计）人： | 埃里克·P·沃瑟曼;理查德·A·加利;宋禹珉;阿比吉特·高希-达斯蒂达尔 | 申请（专利权）人： | 陶氏环球技术公司 |
| 主分类号： | C08G65/12 | 分类号： | C08G65/12;C08G65/26;B01J31/14;B01J31/02;B01J31/12 |
| 代理公司： | 中科专利商标代理有限责任公司 | 代理人： | 陈 平 |
| 地址： | 美国*** | 国省代码： | 美国;US |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 聚环氧烷 用于 制备 方法 催化剂 | ||
发明背景
发明领域
本发明涉及用于聚合环氧烷的催化剂组合物，涉及环氧烷聚合方法，并且涉及聚(环氧烷)。
相关技术描述
聚(环氧烷)(或聚(烯化氧))是众所周知的并且用于许多应用，例如洗涤剂和清洁剂组合物、油井钻井液、墨水、金属加工流体、在纸张涂层组合物中的润滑剂、陶瓷制造、用于接着被用于化妆品的非离子表面活性剂的化学中间体、织物和化学处理、被用作挠性泡沫体和高弹体的聚氨酯、用于被用于织物纺丝涂饰剂的酯的化学中间体、化妆品试剂、并且作为用于多种方法的泡沫控制剂，以及许多其它的应用。
对于烯化氧的聚合，已经描述了众多催化剂。金属-基催化剂是最普遍的一类。实例包括铁、镁、铝和锌的氧化物和/或氢氧化物、钙的氨改性的酰胺。以及锌和钴的双金属氰化物。大多数的这些催化剂遭受几种缺点之苦，所述的缺点包括仅达到相对低的分子量的能力以及不适当的分子量控制。
铝-基催化剂是已知的并且被使用了许多年。此领域中的最初出版物之一，美国专利3,186,958，描述了使用三烷基铝化合物和路易斯碱助催化剂形成聚(烯化氧)。关于此催化剂体系的变化随后得以开发。
Cazacu等，聚合物科学杂志，A部：聚合物化学(2004)(J.Polym.Sci.，Part A：Polymer Chemistry(2004))，42(15)，3720-3728，描述了卤代烷基硅氧烷的使用作为将预先形成的带有胺基的聚(乙二醇)链连接在一起的途径。
EP794230描述了在通过与环氧树脂反应制备较高-MW组合物中，使用含有硅氧烷基的环氧乙烷的共聚物。
GB1541659描述了使用羟基封端的聚硅氧烷作为用于通过聚合物的缩合反应(链延长)的低-MW聚(环氧乙烷)类的MW提高剂。
美国专利3,158,580描述了使用双胺作为用于聚(表卤代醇)的交联剂。未处理的二氧化硅被与炭黑一起用作填料材料。
JP38024598描述了作为用于控制聚合物粒子形貌的方法，在硅氧烷油的存在下的环氧乙烷的聚合。
聚(烯化氧)的许多应用需要高分子量(在200,000和10,000,000之间)的聚合物。因此，本领域中保留的目标是，发现能够有效提供高分子量聚(环氧烷)并且没有催化剂生产率的显著损失的催化剂体系和方法。
发明简述
在一个方面中，本发明提供一种用于聚合环氧烷(环氧化物)的催化剂组合物。该组合物包含：疏水改性的粒状无机氧化物；烷基铝配合物；和含有路易斯碱自由电子对的化合物。
在另一个方面中，本发明提供一种环氧烷聚合方法，所述方法包括：在本文中所述的催化剂组合物的存在下，将含环氧烷的化合物与其本身反应，或与其本身并且与其它的环氧烷反应。
在再一个的方面中，本发明提供通过本文中所述的方法制备的聚(环氧烷)。
发明详述
如上所述，在一个方面中，本发明提供一种用于聚合物环氧烷的催化剂组合物。已经发现，本发明的催化剂组合物令人吃惊地对聚(烯化氧)均聚物和共聚物赋予高分子量。通过使用本发明的催化剂体系，现在可以以具体期望的分子量的聚(环氧烷)作为目标。
本发明的组合物包括疏水改性的粒状无机氧化物、烷基铝配合物，以及含有路易斯碱自由电子对的化合物。
疏水改性的粒状无机氧化物是用一种或多种疏水基官能化的无机氧化物材料。该无机氧化物优选是细碎的，并且有利地具有50m2/g以上的表面积(B.E.T.表面积)。适当的无机氧化物的实例包括二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆和硅铝酸盐。优选的是二氧化硅，包括热解法二氧化硅、沉淀二氧化硅、二氧化硅干凝胶和二氧化硅气凝胶。特别优选的是热解法二氧化硅。本发明的催化剂组合物相对于每摩尔的烷基铝配合物，含有至少约25g，更优选至少约50g，并且再更优选至少约100g的疏水改性的无机氧化物。催化剂组合物相对于每摩尔的烷基铝配合物，优选含有高达约5000g，更优选高达约4000g，并且再更优选高达约3000g的疏水改性的无机氧化物。在其它的实施方案中，催化剂组合物相对于每摩尔的烷基铝配合物，优选含有在约100g和1000g之间，更优选在约250g和750g之间，并且再更优选在约400g和600g之间的疏水改性的无机氧化物。
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