一种聚丙二醇二缩水甘油醚的制备方法与流程

本发明属于有机合成，具体涉及一种聚丙二醇二缩水甘油醚的制备方法。

背景技术：

1、聚丙二醇二缩水甘油醚属于双官能团活性稀释剂，广泛应用于涂料工业与合成化工领域，具有柔性好、粘度低、挥发性小、气味小和毒性低等特点，聚丙二醇二缩水甘油醚可以用作环氧树脂的稀释剂来降低环氧体系的粘度，还可以参与环氧树脂固化反应，降低固化体系粘度，增加流动性，延长环氧树脂的使用寿命，使其便于应用于大面积施工，在改善操作性的同时，又不影响固化物的基本性能，方便应用于浇铸、灌注、粘接、密封、浸渍等方面。

2、目前，一般文献中提到的合成聚丙二醇二缩水甘油醚的方法有一步加固碱合成法，此方法操作简单、方便，但反应难以控制，产物不确定度较大，所得产品色度较高。如高孝廉在2001年发表的论文《聚丙二醇二缩水甘油醚合成工艺研究》中采用一步固碱法，其中固碱和环氧氯丙烷都存在严重过量的问题，制备方法比较繁琐，成本很高。

3、此外，还有一类二步合成法，此方法操作简便，温度易控。如余龙颖等人在《两步法合成高环氧值低黏度聚丙二醇缩水甘油醚的研究》中报道了一种以两步法合成聚丙二醇二缩水甘油醚的方法：采用聚丙二醇为原料，在hf的催化下，与环氧氯丙烷加成开环得到表氯醇醚结构的中间物，再与50wt.％的naoh溶液反应，闭环脱去氯化氢得到产物。其主要反应方程式如下：

4、醚化：

5、

6、环化：

7、

8、但是在该聚丙二醇二缩水甘油醚的合成方法中，当闭环反应阶段温度过高时，反应较为剧烈，使成品色度不佳，同时也会产生较多副产物，导致成品的环氧值降低，这在工业生产上，还会提升工业废物处理成本；而较低的闭环温度则不利于氯醇醚的环氧化。在闭环阶段，碱是脱去氯化氢闭环形成缩水甘油醚的反应试剂，若用量不够则使闭环反应不够完全，用量过多则会导致反应剧烈，副产物增加，产率降低，在工业生产中便会增加原料成本。由此可知，目前的聚丙二醇二缩水甘油醚的制备中普遍存在产品色度高、碱耗高等问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚丙二醇二缩水甘油醚的制备方法，降低制备过程的碱耗，以及降低产物的色度。

2、为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、本发明提供了一种聚丙二醇二缩水甘油醚的制备方法，包括以下步骤：

4、将聚丙二醇、环氧氯丙烷、路易斯酸催化剂和第一溶剂混合，进行醚化开环反应，得到中间体氯醇醚；

5、将所述中间体氯醇、相转移催化剂、碱溶液和第二溶剂混合，在真空条件下进行闭环反应，得到聚丙二醇二缩水甘油醚；

6、所述闭环反应的真空度为90～94kpa；所述闭环反应的温度为45～60℃。

7、优选的，所述路易斯酸催化剂包括四氯化锡、高氯酸锌、三氟化硼乙醚络合物、三氯化铁和三氯化铝中一种或几种；所述路易斯酸催化剂的质量为聚丙二醇质量的0.5～2％。

8、优选的，所述聚丙二醇与环氧氯丙烷的摩尔比为1:(2.0～2.5)。

9、优选的，所述醚化开环反应的温度为45～60℃，保温时间为1～4h。

10、优选的，所述相转移催化剂为聚乙二醇；所述相转移催化剂的质量为聚丙二醇质量的0.5～2％。

11、优选的，所述闭环反应的保温时间为2～3h。

12、优选的，所述碱溶液中碱的质量百分含量为30～50％；所述碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。

13、优选的，所述碱与聚丙二醇的摩尔比为(1.9～2.4):1。

14、优选的，所述第一溶剂和第二溶剂为甲苯。

15、优选的，所述聚乙二醇为peg-200和/或peg-400。

16、本发明提供了一种聚丙二醇二缩水甘油醚的制备方法，包括以下步骤：将聚丙二醇、环氧氯丙烷、路易斯酸催化剂和第一溶剂混合，进行醚化开环反应，得到中间体氯醇醚；将所述中间体氯醇、相转移催化剂、碱溶液和第二溶剂混合，在真空条件下进行闭环反应，得到聚丙二醇二缩水甘油醚；所述闭环反应的真空度为90～94kpa；所述闭环反应的温度为45～60℃。本发明对聚丙二醇和环氧氯丙烷进行醚化开环和闭环反应，在醚化开环反应阶段采用路易斯酸催化剂，在闭环反应阶段采用相转移催化剂对反应进行催化，保证醚化开环和闭环反应具有较高的反应活性和选择性，所得中间产物氯醇醚在相转移催化剂存在下，加碱进行闭环反应，缩短了反应时间，而且闭环反应在真空条件下进行能够促进减压脱水，从而促进反应正向进行，使中间体氯醇醚尽量反应，减少原料中碱量的使用，即降低碱耗，节省原料成本，并且由于减压，可以在较低温度下就可以反应较为完全，保护了产品的色度，还有效降低了可水解氯，最终降低了制备过程中的碱耗和聚丙二醇二缩水甘油醚成品的色度。

技术特征：

1.一种聚丙二醇二缩水甘油醚的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述路易斯酸催化剂包括四氯化锡、高氯酸锌、三氟化硼乙醚络合物、三氯化铁和三氯化铝中一种或几种；所述路易斯酸催化剂的质量为聚丙二醇质量的0.5～2％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚丙二醇与环氧氯丙烷的摩尔比为1:(2.0～2.5)。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述醚化开环反应的温度为45～60℃，保温时间为1～4h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述相转移催化剂为聚乙二醇；所述相转移催化剂的质量为聚丙二醇质量的0.5～2％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述闭环反应的保温时间为2～3h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱溶液中碱的质量百分含量为30～50％；所述碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述碱与聚丙二醇的摩尔比为(1.9～2.4):1。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂和第二溶剂为甲苯。

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇为peg-200和/或peg-400。

技术总结
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种聚丙二醇二缩水甘油醚的制备方法。本发明对聚丙二醇和环氧氯丙烷进行醚化开环和闭环反应，在醚化开环反应阶段采用路易斯酸催化剂，在闭环反应阶段采用相转移催化剂对反应进行催化，保证醚化开环和闭环反应具有较高的反应活性和选择性，所得中间产物氯醇醚在相转移催化剂存在下，加碱进行闭环反应，缩短了反应时间，而且闭环反应在真空条件下进行能够促进减压脱水，从而促进反应正向进行，使中间体氯醇醚尽量反应，且不需要很高的温度便能反应得较为完全，还有效降低了可水解氯，最终降低了制备过程中的碱耗和聚丙二醇二缩水甘油醚成品的色度。

技术研发人员：侯晶晶,朱毓新,俞孝伟,杨颖,季华,孙祥,沈悦,聂冠华,孙泰龙
受保护的技术使用者：江苏扬农锦湖化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15