低粘度改性有机胺聚醚多元醇的制备方法与流程

文档序号:19129689发布日期:2019-11-13 02:30阅读:695来源:国知局

本发明属于聚醚多元醇的制备技术领域,具体的涉及一种低粘度改性有机胺聚醚多元醇的制备方法。



背景技术:

聚醚多元醇是合成聚氨酯材料的主要原料之一,随着聚氨酯应用领域的扩大,具备低不饱和度同时又可提高聚氨酯反应速度的高活性聚醚多元醇,日益得到市场的认可。

聚醚多元醇是主链含有醚键(-r-o-r-),端基或侧基含有大于2个羟基(-oh)的低聚物。以低分子量多元醇、多元胺或含活泼氢的化合物为起始剂,与氧化烯烃在催化剂作用下开环聚合而成。根据起始剂所含活性原子的数目可制得不同官能度的聚醚多元醇。

阳离子聚合利用强路易斯酸(例如bf3·乙醚)为催化剂,进行氧化烯烃聚合时会形成二噁烷结构的副产物,对制备的聚氨酯制品的性能有不利的影响,需要利用繁琐的过程除去杂质,工业生产中基本上不采用。

双金属氰化络合物催化剂虽然其用于环氧丙烷均聚合和环氧乙烷/环氧丙烷无规共聚合时活性很高,可制得较窄分布的聚醚多元醇低分子量。但其存在着不能直接采用小分子的多元醇为起始剂,需要采用低分子量的聚醚多元醇间接起始的缺点。

芳香族聚醚多元醇一般指含苯环的聚醚多元醇,含苯环的聚醚多元醇具有耐热、阻燃等特点。采用上述方法制备低不饱和度芳香族聚醚多元醇时,存在催化剂诱导期较长,起始剂金属催化剂对催化剂性能影响大,产生的三废多,工艺过程繁琐的问题,因此,亟待探索一种新型的低不饱和度芳香族聚醚多元醇的合成方法。

三乙醇胺具有良好的吸湿性,能与水、乙醇、丙酮等互溶,其制得的聚醚多元醇具有良好的表面活性,广泛应用于洗涤、美容、护肤、润滑剂及防腐剂等领域;但因三乙醇胺具有弱碱性,给后续应用带来较大阻碍。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供一种低粘度改性有机胺聚醚多元醇的制备方法。该合成方法简单易行,生产周期短,经济价值高,三废产生少,制备的聚醚多元醇为环保型产品,制备的低粘度改性有机胺聚醚多元醇具有黏度低、水溶性好、润滑性能好的特点。

本发明所述的低粘度改性有机胺聚醚多元醇的制备方法,包括以下步骤:

(1)将三乙醇胺与冰醋酸在酸性环境下进行反应,然后脱单体,降温精制得到三乙醇胺醋酸酯;

(2)将三乙醇胺醋酸酯、小分子醇与环氧化合物在碱性催化剂作用下进行反应,反应结束后熟化,然后脱单体,降温得到中间体;

(3)中间体与环氧化合物在130-150℃下进行反应,反应完毕后熟化2.5-3小时,脱单体1-1.5h,降温精制得到有机胺聚醚多元醇。

其中:

步骤(1)中所述的酸性环境下,具体是在浓硫酸或对甲苯磺酸的作用下进行反应。

步骤(1)中反应温度为120-130℃,反应时间为6-7h,脱单体1-1.5h。

步骤(1)中所述的三乙醇胺与冰醋酸的摩尔比为1:1-2。

步骤(1)中所述的浓硫酸或对甲苯磺酸的质量为三乙醇胺和冰醋酸总质量的3.3%-5%。

步骤(2)中所述的小分子醇是2官能的丙二醇、乙二醇、二乙二醇或二丙二醇中的一种。

步骤(2)中所述的环氧化合物是环氧丙烷或环氧乙烷中的一种。

步骤(2)中所述的碱性催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠或碳酸氢钠中的一种。

步骤(2)中三乙醇胺醋酸酯与小分子醇的质量比为1:1-5:1。

步骤(2)中反应温度为100-115℃,反应结束后熟化5.5-6h,脱单体1-1.5h。

步骤(3)中所述的环氧化合物是环氧丙烷与环氧乙烷的混合物,环氧丙烷与环氧乙烷的质量比为1:1-5.5。

步骤(3)中中间体与环氧化合物的质量比为5:8-22。

作为一个优选的技术方案,本发明所述的低粘度改性有机胺聚醚多元醇的制备方法,包括以下步骤:

(1)将三乙醇胺与冰醋酸在酸性环境下于120-130℃进行反应6-7h,然后脱单体1h,降温精制分离提纯得到三乙醇胺醋酸酯;

(2)将三乙醇胺醋酸酯、小分子醇与环氧化合物在碱性催化剂作用下,于100-115℃下进行反应,反应结束后熟化6h,然后脱单体1h,降温得到中间体;

(3)中间体与环氧化合物在130-150℃下进行反应,反应完毕后熟化3小时,脱单体1h,降温精制得到有机胺聚醚多元醇。

本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:

本发明所述的低粘度改性有机胺聚醚多元醇的制备方法,前期对三乙醇胺进行改性,添加小分子醇再与环氧化合物进行反应制得聚醚多元醇;制得的聚醚多元醇具有黏度低、水溶性好、润滑性能好的特点。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

室温下将10g三乙醇胺(纯度99%),4.1g乙酸,0.5g浓硫酸投入三口烧瓶中,缓慢升温至120℃反应6h,脱单体1h,降温精制分离提纯得到三乙醇胺醋酸酯。

将10g三乙醇胺醋酸酯,10g丙二醇,0.13g氢氧化钾室温下投入反应釜中,升温至90℃进47gpo,反应温度控制在110℃。反应结束后熟化6h,脱单体1h,降温得到中间体a,中间体a的羟值为308mgkoh/g。

将中间体a10g,0.065g氢氧化钾投入釜中,置换升温90℃,投入11gpo和11geo,反应温度130℃,反应完熟化3h,脱单体1h,降温精制处理得到低粘度改性有机胺聚醚多元醇,测得低粘度改性有机胺聚醚多元醇的羟值为95.8mgkoh,黏度105mpa.s(25℃),ph值6.59,酸值0.032mgkoh。

实施例2

室温下将10g三乙醇胺(纯度99%),8.2g乙酸,0.6g对甲苯磺酸投入三口烧瓶中,缓慢升温至130℃反应7h,脱单体1.5h,降温精制分离提纯得到三乙醇胺醋酸酯。

将10g三乙醇胺醋酸酯,5g乙二醇,0.11g氢氧化钠室温下投入反应釜中,升温至90℃进28gpo,反应温度控制在100℃。反应结束后熟化5.5h,脱单体1.5h,降温得到中间品b,中间体b的羟值为266mgkoh/g。

将10g中间体b,0.13g氢氧化钠投入釜中,置换升温90℃,投入7gpo和37geo,反应温度150℃,反应完熟化2.5h,脱单体1h,降温精制处理得到低粘度改性有机胺聚醚多元醇,测得低粘度改性有机胺聚醚多元醇的羟值为48.5mgkoh,黏度258mpa.s(25℃),ph值6.72,酸值0.028mgkoh。

实施例3

室温下将10g三乙醇胺(纯度99%),4.1g乙酸,0.6g对甲苯磺酸投入三口烧瓶中,缓慢升温至125℃反应6.5h,脱单体1h,降温精制分离提纯得到三乙醇胺醋酸酯。

将10g三乙醇胺醋酸酯,2g二乙二醇,0.12g氢氧化钾室温下投入反应釜中,升温至90℃进27gpo,反应温度控制在115℃。反应结束后熟化6h,脱单体1.5h,降温得到中间品c,中间体c的羟值为207mgkoh/g。

将10g中间体c,0.078g氢氧化钾投入釜中,置换升温90℃,投入4gpo和12geo,反应温度140℃,反应完熟化3h,脱单体1.5h,降温精制处理得到低粘度改性有机胺聚醚多元醇,测得低粘度改性有机胺聚醚多元醇的羟值为79mgkoh,黏度176mpa.s(25℃),ph值6.80,酸值0.019mgkoh。

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