用于制备聚醚碳酸酯多元醇的方法_3

文档序号:9768824阅读:来源:国知局
] 在一个具体实施方案中,双金属氯化物化合物为六氯钻(III)酸锋,有机络合剂为 叔下醇,并且聚酸多元醇的分子量低于2000化。最优选的是,聚酸多元醇为聚(氧化丙締)多 元醇,特别是数均分子量为200Da至lOOODa,更优选300Da至800Da的二醇或Ξ醇。
[0118] 在一个具体实施方案中,有机络合剂为叔下醇并且聚酸多元醇通过酸性催化合 成。优选地,有机络合剂是叔下醇,并且聚酸多元醇的分子量低于2000Da,优选为200Da至 lOOODa,更优选为300Da至800Da,并且通过酸性催化合成。
[0119] 在另一个实施方案中,有机络合剂是叔下醇并且聚酸多元醇通过碱性催化合成。 优选地,有机络合剂是叔下醇,并且聚酸多元醇的分子量低于2000Da,优选为200Da至 lOOODa,更优选为300Da至800Da,并且通过碱性催化合成。
[0120] 在一个具体实施方案中,可通过上述方法获得的双金属氯化物催化剂包含:
[0121 ]-按重量计30 %至80 %的双金属氯化物化合物;
[0122] -按重量计1 %至10%的水;
[0123] -按重量计1 %至30 %的有机络合剂;和
[0124] -按重量计1%至30%的聚酸多元醇配体。
[0125] 优选地,相对于催化剂的总重量,有机络合剂和聚酸多元醇的总量为按重量计5% 至60 %,更优选按重量计10 %至50 %,甚至更优选按重量计15 %至40 %。
[0126] 在一个具体实施方案中,用于本发明方法的DMC催化剂根据如上文限定的方法制 备。
[0127] 聚酸碳酸醋多元醇的合成
[01%]已发现,可通过上述方法获得的DMC催化剂特别地可用于制备聚酸碳酸醋多元醇。
[0129] 因此,在一个方面,本发明设及用于制备聚酸碳酸醋多元醇的方法,包括在如上文 限定可获得的双金属氯化物催化剂的存在下使一种或更多种H-官能性引发剂物质、一种或 更多种氧化締控和二氧化碳共聚。
[0130] 通常,在本发明的方法中可使用具有2至24个碳原子的氧化締控。所述氧化締控的 实例包括选自W下的一种或更多种化合物等:任选经取代的氧化乙締、氧化丙締、氧化下 締、氧化戊締、氧化己締、氧化庚締、氧化辛締、氧化壬締、氧化癸締、氧化十一締、氧化十二 締、氧化环戊締、氧化环己烧、氧化环庚締、氧化环辛締和氧化苯乙締。经取代的氧化締控优 选指经C1-C6烷基,优选甲基或乙基取代的氧化締控。优选的氧化締控是氧化乙締、氧化丙 締、氧化下締、氧化苯乙締及其混合物。在一个具体实施方案中,所述氧化締控为氧化丙締。
[0131] 术语"H-官能性引发剂物质"是指具有对烷氧基化呈活性的Η原子的化合物,例如, 醇、伯胺或仲胺,或者簇酸。合适的Η-官能性引发剂物质包括选自W下的一种或更多种化合 物:一元醇或多径基醇,多价胺,多价硫醇,氨基醇,硫代醇,径基醋,聚酸多元醇,聚醋多元 醇,聚醋酸多元醇,聚酸碳酸醋多元醇,聚碳酸醋多元醇,聚碳酸醋,聚乙締亚胺,聚酸胺,聚 四氨巧喃,聚四氨巧喃胺,聚酸硫醇,聚丙締酸醋多元醇,藍麻油,藍麻油酸的甘油单醋或甘 油二醋,脂肪酸的甘油单醋,经化学改性的脂肪酸的甘油单醋、甘油二醋和/或甘油Ξ醋,W 及每个分子平均包含至少2个0Η基团的C1-C24烷基脂肪酸醋。
[0132] 在一个具体实施方案中,Η-官能性引发剂物质为聚酸多元醇,优选地其分子量为 100化至4000化。合适的聚酸多元醇包括聚(氧化丙締)多元醇、氧化乙締封端的聚(氧化丙 締)多元醇、混合的氧化乙締-氧化丙締多元醇、氧化下締聚合物、氧化下締与氧化乙締和/ 或氧化丙締的共聚物、聚四亚甲基酸二醇等。最优选的是聚(氧化丙締)多元醇,特别是具有 2至8个径基的聚(氧化丙締)多元醇,更优选数均分子量低于2000Da,更优选为200Da至 lOOODa,甚至更优选为300Da至800Da的二醇和Ξ醇。
[0133] 更优选地,用作H-官能性引发剂物质的聚酸多元醇通过酸性催化合成,即,通过在 含活性氨的引发剂和酸性催化剂的存在下使环氧化物聚合而合成。合适的酸性催化剂的实 例包括路易斯酸,例如BF3、SbFs、Y(CF3S〇3) 3;或布朗斯台德酸,例如CF3S03H、皿F4、HPF6、 服 bFs。
[0134] 在一个具体实施方案中,Η-官能性引发剂物质为通过酸性催化合成的聚酸多元 醇。优选地,Η-官能性引发剂物质为通过酸性催化合成并且数均分子量低于2000化,优选为 200Da至lOOODa,更优选为300Da至800Da的聚酸多元醇。
[0135] 在一个实施方案中,H-官能性引发剂物质是与用于合成DMC催化剂的聚酸多元醇 相同的聚酸多元醇。
[0136] 本发明的用于制备聚酸碳酸醋多元醇的方法可连续、半连续或非连续地进行。
[0137] 在一个具体实施方案中,在共聚反应之前进行DMC催化剂的至少1个活化步骤。优 选地,进行1、2、3、4或5个活化步骤,更优选2、3或4个活化步骤。
[0138] 催化剂的活化在反应器中出现溫度峰值Γ热点")和/或压力下降时实现。
[0139] 对于DMC催化剂的活化,优选地在不存在或存在二氧化碳的情况下向包含DMC催化 剂和H-官能性引发剂物质的混合物中添加部分量的氧化締控(基于本发明方法中使用的氧 化締控的总量)。
[0140] 在一个实施方案中,至少第一活化步骤在不存在二氧化碳的情况下进行。
[0141] 在一个实施方案中,最后一个活化步骤在二氧化碳的存在下进行。在一个具体实 施方案中,所有的活化步骤均在二氧化碳的存在下进行。在另一个实施方案中,仅最后一个 活化步骤在二氧化碳的存在下进行。
[0142] 在本发明的一个实施方案中,在共聚反应之前通过向包含DMC催化剂和H-官能性 引发剂物质的混合物中添加部分量的氧化締控来进行2、3或4个活化步骤,并且至少第一活 化步骤在不存在二氧化碳的情况下进行。
[0143] 在另一个实施方案中,进行如上文所限定的2、3或4个活化步骤,并且仅最后一个 活化步骤在二氧化碳的存在下进行。在一个实施方案中,进行2个活化步骤,第一活化步骤 在不存在二氧化碳的情况下进行,并且第二活化步骤在二氧化碳的存在下进行。在另一个 实施方案中,进行3个活化步骤,前两个活化步骤在不存在二氧化碳的情况下进行,并且第 Ξ活化步骤在二氧化碳的存在下进行。在另一个实施方案中,进行4个活化步骤,前Ξ个活 化步骤在不存在二氧化碳的情况下进行,并且第四活化步骤在二氧化碳的存在下进行。
[0144] 在另一个实施方案中,进行如上文所限定的2、3或4个活化步骤,并且所有的活化 步骤均在二氧化碳的存在下进行。
[0145] 在一个实施方案中,进行3个活化步骤,第一活化步骤在不存在二氧化碳的情况下 进行,并且第二和第Ξ活化步骤在二氧化碳的存在下进行。在另一个实施方案中,进行4个 活化步骤,第一活化步骤在不存在二氧化碳的情况下进行,并且后Ξ个活化步骤在二氧化 碳的存在下进行。
[0146] 在一个具体实施方案中,用于制备聚酸碳酸醋多元醇的本发明方法包括W下步 骤:
[0147] (i)将一种或更多种H-官能性引发剂物质置于容器中并优选地利用化气提施加加 热和/或真空Γ干燥"),其中在干燥之前或之后向一种或更多种H-官能性引发剂物质中添 加 DMC催化剂;
[0148] 在一个具体实施方案中,在干燥之后向一种或更多种H-官能性引发剂物质中添加 DMC催化剂。优选地,将一种或更多种H-官能性引发剂物质置于容器中并利用化气提施加加 热和真空(干燥),并在干燥之后向一种或更多种H-官能性引发剂物质中添加 DMC催化剂。
[0149] 优选地,使步骤(i)中的溫度达到50°C至200°C,更优选80°C至160°C,甚至更优选 110°C至150°C,和/或使压力降低至小于500毫己,优选为5毫己至100毫己。
[0150] 在一个实施方案中,使H-官能性引发剂物质经受110°C至150°C的溫度和5毫己至 100毫己的压力,然后向所述H-官能性引发剂物质中添加 DMC催化剂。在另一个实施方案中, 向H-官能性引发剂物质中添加 DMC催化剂并使产生的混合物经受110°C至150°C的溫度和5 毫己至100毫己的压力。
[0151] (ii)活化
[0152] (ii-1)在第一活化步骤中,在C〇2的存在下或者优选地在不存在C〇2的情况下,向由 步骤(i)产生的混合物中添加第一部分量的氧化締控(基于本发明方法中使用的氧化締控 的总量),
[0153] (ii-2)在第二活化步骤中,在观察到前述步骤中的活化之后,在存在或不存在C〇2 的情况下向由前述步骤产生的混合物中添加第二部分量的氧化締控(基于本发明方法中使 用的氧化締控的总量),
[0154] (ii-3)任选地在第Ξ活化步骤中,在观察到前述步骤中的活化之后,在存在或不 存在C〇2的情况下向由前述步骤产生的混合物中添加第Ξ部分量的氧化締控(基于本发明 方法中使用的氧化締控的总量),
[0155] (ii-4)任选地在又一个活化步骤中,在观察到前述步骤中的活化之后,在C〇2的存 在下向由前述步骤产生的混合物中添加第四部分量的氧化締控(基于本发明方法中使用的 氧化締控的总量);
[0156] (iii)将其余的氧化締控和二氧化碳连续地计量送入来自步骤(ii)的混合物中 Γ共聚")。用于共聚的氧化締控可与用于活化的氧化締控相同或不同,或者其可为两种或 更多种氧化締控的混合物。在一个具体实施方案中,用于共聚的氧化締控与用于活化的氧 化締控相同。
[0157] 氧化締控和二氧化碳的添加可同时或顺序发生,可将全部量的二氧化碳一次性添 加或者W计量方式在反应时间内添加。二氧化碳的计量添加是优选的。
[0158] 在一个优选实施方案中,基于本发明方法中使用的氧化締控的总量,在活化步骤 中使用的氧化締控的部分量在每个步骤中为1.0重量%至15.0重量%,优选2.0重量%至 13.0重量%,特别优选2.5重量%至10.0重量%。在另一个实施方案中,当添加所述部分量 的氧化締控时,基于容器中存在的引发剂的量,活化步骤中使用的氧化締控的部分量在每 个步骤中为1.0重量%至15.0重量%,优选2.0重量%至15.0重量%,特别优选5.0重量%至 15.0重量%。
[0159] 优选地,在100°C至200°C,更优选110°C至150°C的溫度下进行活化步骤。优选地, 在70°C至120°C,更优选80°C至110°C的溫度下进行共聚反应。
[0160] 在一个实施方案中,二氧化碳的压力为1己至100己,优选2己至60己,还更优选5己 至50己。
[0161] 在一个具体实施方案中,相对于最终聚酸碳酸醋多元醇的总重量,DMC催化剂W 30ppm至1 OOOppm,优选50ppm至500ppm,更优选1 OOppm至300ppm的量用于本发明的方法。
[0162] 在一个具体实施方案中,DMC催化剂通过如本文中限定的方法制备。因此,在一个 实施方案中,本发明的方法包括如本文中所限定的制备DMC催化剂,W及如本文中所限定的 使其与一种或更多种H-官能性引发剂物质、一种或更多种氧化締控和二氧化碳接触。
[0163] 根据本发明方法获得的聚酸碳酸醋多元醇的官能度为至少2,优选2至8。根据本发 明方法获得的聚酸碳酸醋多元醇的分子量为优选50
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