一种聚乙二醇的合成工艺的制作方法

文档序号:16363559发布日期:2018-12-22 08:18阅读:4497来源:国知局

本发明涉及化学品合成技术领域,更具体地说,它涉及一种聚乙二醇的合成工艺。

背景技术

聚乙二醇具有良好的水溶性,并与许多有机物组份有良好的相溶性。它们具有优良的润滑性、保湿性、分散性、粘接剂、抗静电剂及柔软剂等,在化妆品、制药、化纤、橡胶、塑料、造纸、油漆、电镀、农药、金属加工及食品加工等行业中均有着极为广泛的应用。

现有技术中,聚乙二醇的合成工艺如下:采用乙二醇或二乙二醇与环氧乙烷反应,加入氢氧化钠或氢氧化钾作为催化剂,反应完毕后加入酸中和。

上述工艺在生产聚乙二醇时,产品内会含有约0.1%的催化剂形成的盐,即钾盐或钠盐,在下游使用时会影响产品质量,因此,需要提出一种新的工艺降低聚乙二醇中的杂质含量。



技术实现要素:

针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种聚乙二醇的合成工艺,通过采用三甲胺作为催化剂,使环氧乙烷开环和乙二醇/二乙二醇反应,解决上述问题,其具有降低杂质含量、提高产品品质的优点。

为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:

一种聚乙二醇的合成工艺,包括以下步骤:向反应釜中加入乙二醇或二乙二醇,氮气置换后抽真空,吸入催化剂三甲胺,升温至100-160℃,加入环氧乙烷,环氧乙烷的摩尔量大于等于乙二醇或二乙二醇的摩尔量,反应1-4小时,熟化1小时,降温至90-100℃,脱气10min,抽入反应物总重量的1%的纯水,再抽真空脱水,降温至60-80℃,出料得到聚乙二醇。

通过采用上述技术方案,三甲胺常温下为无色气体,溶于水、乙醇、乙醚,采用三甲胺作为催化剂,使环氧乙烷开环和乙二醇或二乙二醇反应,得到聚乙二醇,反应完毕后加入纯水,使得三甲胺溶于纯水中,抽真空脱水从而除去三甲胺,反应过程中不会生成催化剂盐,降低产品的杂质含量、提高产品品质。其中,熟化的含义是指保温静置,使反应物在一定时间内反应完全。

进一步优选为,所述乙二醇或二乙二醇的与环氧乙烷的摩尔比为1:(1-100)。

通过采用上述技术方案,根据客户需求,可以合成不同分子量的聚乙二醇。

进一步优选为,所述三甲胺的加入量为0.0005-0.1mol。

通过采用上述技术方案,三甲胺的加入量太少,难以使环氧乙烷完全反应;三甲胺的加入量太多,去除三甲胺时较为困难,会导致三甲胺残留超标,因此,三甲胺的加入量优选为0.0005-0.1mol。

进一步优选为,所述氮气置换后抽真空至-0.095mpa以下。

通过采用上述技术方案,在真空环境下,降低空气中其他成分的干扰,减少杂质。

进一步优选为,所述抽真空脱水后控制ph小于8。

通过采用上述技术方案,由于三甲胺溶于水后呈碱性,通过控制ph方便来控制三甲胺的残留量。

进一步优选为,所述抽真空脱水至产品含水量在0.1%以下。

通过采用上述技术方案,由于三甲胺溶解在水中,当产品含水量在0.1%以下时,三甲胺的含量在10ppm以下。

进一步优选为,所述聚乙二醇中钾离子和钠离子的含量之和在5ppm以下。

通过采用上述技术方案,控制产品中钾离子和钠离子的含量,避免下游使用时影响产品质量。

进一步优选为,所述聚乙二醇中三甲胺的含量在10ppm以下。

通过采用上述技术方案,控制产品中三甲胺的含量,避免下游使用时影响产品质量。

综上所述,与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

(1)本申请采用三甲胺作为催化剂,使环氧乙烷开环和乙二醇或二乙二醇反应,得到聚乙二醇,反应完毕后加入纯水,再抽真空脱水从而除去三甲胺,反应过程中不会生成催化剂盐,降低产品的杂质含量、提高产品品质;

(2)本申请通过控制催化剂加入量以及ph等参数,使得聚乙二醇中钾离子和钠离子的含量之和在5ppm以下,聚乙二醇中三甲胺的含量在10ppm以下。

具体实施方式

下面结合实施例,对本发明进行详细描述。

实施例1:一种聚乙二醇的合成工艺,包括以下步骤:向反应釜中加入1mol乙二醇,氮气置换后抽真空至-0.095mpa以下,吸入0.0005mol催化剂三甲胺,升温至100℃,加入1mol环氧乙烷,反应3小时,熟化1小时,降温至90℃,脱气10min,抽入反应物总重量的1%的纯水,再抽真空脱水至产品含水量在0.1%以下,控制ph小于8,降温至60℃,出料得到聚乙二醇。

实施例2:一种聚乙二醇的合成工艺,与实施例1的不同之处在于,包括以下步骤:向反应釜中加入1mol二乙二醇,氮气置换后抽真空至-0.095mpa以下,吸入0.0005mol催化剂三甲胺,升温至100℃,加入1mol环氧乙烷,反应3小时,熟化1小时,降温至90℃,脱气10min,抽入反应物总重量的1%的纯水,再抽真空脱水至产品含水量在0.1%以下,控制ph小于8,降温至60℃,出料得到聚乙二醇。

实施例3:一种聚乙二醇的合成工艺,与实施例1的不同之处在于,包括以下步骤:向反应釜中加入1mol乙二醇,氮气置换后抽真空至-0.095mpa以下,吸入0.0005mol催化剂三甲胺,升温至130℃,加入1mol环氧乙烷,反应2小时,熟化1小时,降温至90℃,脱气10min,抽入反应物总重量的1%的纯水,再抽真空脱水至产品含水量在0.1%以下,控制ph小于8,降温至65℃,出料得到聚乙二醇。

实施例4:一种聚乙二醇的合成工艺,与实施例1的不同之处在于,包括以下步骤:向反应釜中加入1mol乙二醇,氮气置换后抽真空至-0.095mpa以下,吸入0.0005mol催化剂三甲胺,升温至160℃,加入1mol环氧乙烷,反应1小时,熟化1小时,降温至90℃,脱气10min,抽入反应物总重量的1%的纯水,再抽真空脱水至产品含水量在0.1%以下,控制ph小于8,降温至65℃,出料得到聚乙二醇。

实施例5:一种聚乙二醇的合成工艺,与实施例1的不同之处在于,包括以下步骤:向反应釜中加入1mol乙二醇,氮气置换后抽真空至-0.095mpa以下,吸入0.02mol催化剂三甲胺,升温至130℃,加入40mol环氧乙烷,反应3小时,熟化1小时,降温至95℃,脱气10min,抽入反应物总重量的1%的纯水,再抽真空脱水至产品含水量在0.1%以下,控制ph小于8,降温至70℃,出料得到聚乙二醇。

实施例6:一种聚乙二醇的合成工艺,与实施例1的不同之处在于,包括以下步骤:向反应釜中加入1mol乙二醇,氮气置换后抽真空至-0.095mpa以下,吸入0.05mol催化剂三甲胺,升温至130℃,加入80mol环氧乙烷,反应4小时,熟化1小时,降温至100℃,脱气10min,抽入反应物总重量的1%的纯水,再抽真空脱水至产品含水量在0.1%以下,控制ph小于8,降温至75℃,出料得到聚乙二醇。

实施例7:一种聚乙二醇的合成工艺,与实施例1的不同之处在于,包括以下步骤:向反应釜中加入1mol乙二醇,氮气置换后抽真空至-0.095mpa以下,吸入0.1mol催化剂三甲胺,升温至130℃,加入100mol环氧乙烷,反应4小时,熟化1小时,降温至100℃,脱气10min,抽入反应物总重量的1%的纯水,再抽真空脱水至产品含水量在0.1%以下,控制ph小于8,降温至80℃,出料得到聚乙二醇。

实施例8:一种聚乙二醇的合成工艺,与实施例1的不同之处在于,向反应釜中加入1mol二乙二醇,氮气置换后抽真空至-0.095mpa以下,吸入0.03mol催化剂三甲胺,升温至140℃,加入30mol环氧乙烷,反应3小时,熟化1小时,降温至95℃,脱气10min,抽入反应物总重量的1%的纯水,再抽真空脱水至产品含水量在0.1%以下,控制ph小于8,降温至70℃,出料得到聚乙二醇。

实施例9:一种聚乙二醇的合成工艺,与实施例1的不同之处在于,向反应釜中加入1mol二乙二醇,氮气置换后抽真空至-0.095mpa以下,吸入0.06mol催化剂三甲胺,升温至160℃,加入60mol环氧乙烷,反应3小时,熟化1小时,降温至100℃,脱气10min,抽入反应物总重量的1%的纯水,再抽真空脱水至产品含水量在0.1%以下,控制ph小于8,降温至75℃,出料得到聚乙二醇。

实施例10:一种聚乙二醇的合成工艺,与实施例1的不同之处在于,向反应釜中加入1mol二乙二醇,氮气置换后抽真空至-0.095mpa以下,吸入0.1mol催化剂三甲胺,升温至160℃,加入100mol环氧乙烷,反应4小时,熟化1小时,降温至100℃,脱气10min,抽入反应物总重量的1%的纯水,再抽真空脱水至产品含水量在0.1%以下,控制ph小于8,降温至80℃,出料得到聚乙二醇。

对比例1:一种聚乙二醇的合成工艺,采用乙二醇与环氧乙烷反应,采用现有技术中的氢氧化钠或氢氧化钾作为催化剂,反应完毕后加入酸中和,得到聚乙二醇。

试验方法:取实施例1-10和对比例1中得到的聚乙二醇作为样品,检测其钾离子和钠离子的含量之和、三甲胺的含量。

试验结果:实施例1-10和对比例1的检测结果如表1所示。由表1可知,实施例1-10得到的聚乙二醇中钾离子和钠离子的含量之和在5ppm以下,聚乙二醇中三甲胺的含量在10ppm以下,而对比例1得到的聚乙二醇中钾离子和钠离子的含量之和高达600ppm,本实施例中的ppm的单位是指mg/kg。说明本申请采用三甲胺作为催化剂,使环氧乙烷开环和乙二醇或二乙二醇反应,得到聚乙二醇,反应完毕后加入纯水,再抽真空脱水从而除去三甲胺,反应过程中不会生成催化剂盐,降低产品的杂质含量、提高产品品质。

表1实施例1-10和对比例1的检测结果

以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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