一种制备聚氧化乙烯的催化剂及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种制备聚氧化乙烯的催化剂及制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种制备聚氧化乙烯的催化剂及制备方法、聚氧化乙烯的制备方法


[0001]本专利技术涉及聚合物
，具体涉及一种制备聚氧化乙烯的催化剂及制备方法
、
聚氧化乙烯的制备方法
。

技术介绍

[0002]环氧乙烷的高聚物是一种低毒
、
低灰分的水溶性高分子，其具有优异的溶液流变性以及与有机溶剂的结合作用，因而被广泛应用于纸浆分散剂
、
树脂改性剂
、
粘结剂
、
凝结剂
、
洗涤剂
、
食品
、
个人护理用品
、
卫生材料
、
化妆品
、
医药用品以及准药品等领域中
。
[0003]2010
年科罗拉多州立大学首次报道了路易斯酸碱对应用于催化聚合领域
。
由于路易斯酸碱对具备的高活性和易于调控聚合效果等特点，受到国内外的广泛研究
。
近年研究结果表明，路易斯酸碱对应用于催化环氧化物
/
环状酸酐共聚
、
环氧化物
/CO2(COS)
共聚，环氧化物
/
环状酸酐共聚
/
二氧化碳共聚等聚合实验中有较好的效果
。
专利
CN110483753B
中，采用金属锌盐和路易斯碱
(DBU、MTBD
和
DBN)
组成路易斯酸碱对催化剂体系，以羟基醇或脂肪伯胺为起始剂，可控催化
O
‑
羧酸酐单体开环聚合，制备出分子量为
20.8KDa
的聚合物
。2018
年，张兴宏等
(Cheng
‑
Jian Zhang,Han
‑
Yi Duan,Lan
‑
Fang Hu,Cheng
‑
Hui Zhang,Xing
‑
Hong Zhang
，
ChemSusChemVolume 11,Issue 24.2018.PP 4209
‑
4213.)
使用三乙基硼和有机碱
(DBU
和
MTBD)
组成路易斯酸碱对催化剂体系，烷基醇为起始剂，可有效催化环氧丙烷的开环聚合，可制备出分子量为
15.2KDa
的聚合物
。
但现有路易斯酸碱对催化体系制备的聚合物分子量较低，制备百万以上分子量聚合物的路易斯酸碱对的催化剂体系还未见报道
。
[0004]目前，能够用于制备分子量在百万以上级别的聚氧化乙烯合成的催化剂主要有烷基金属催化剂和碱土金属氨化物催化剂
。
其中，烷基金属催化剂体系主要包括烷氧基铝－水－乙酰基乙烯酮体系，烷基铝－水－乙酰基乙烯酮体系，烷基铝－水－乙酰丙酮锌盐体系，烷基铝－水－稀土金属体系等体系，但该催化剂体系在制备过程中对水的要求极为严苛
。
碱土金属氨化物催化剂的制备通常是使碱土金属例如钙在预定条件下
(
‑
34℃)
与液氨作用生成氨钙，再进一步进行改性，最后再经陈化处理
。
然而，该催化剂体系在制备过程中需使用液氨，要求低温条件，且存在液氨泄露的危险
。
采用烷基金属催化剂和碱土金属氨化物催化剂体系催化合成聚氧化乙烯时，存在诸如工序繁杂
、
条件苛刻和催化剂需陈化处理等缺点
。
因此，开发新的高效催化剂体系就尤为重要
。
如何开发一种制备简单
、
在温和条件下即可进行环氧乙烷开环反应的催化剂，以制得粘均分子量在
100
万以上的聚氧化烯是目前亟待解决的技术问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种制备聚氧化乙烯的催化剂及制备方法
、
聚氧化乙烯的制备方法，以在温和的条件下进行环氧乙烷的开环反应，进而制得粘均分子量在
100
万以上的
聚氧化乙烯产品
。
[0006]第一方面，本专利技术涉及一种制备聚氧化乙烯的催化剂，该催化剂包含路易斯碱
、
路易斯酸和稀土组分；其中，所述路易斯碱选自环上含两个或三个
N
原子的双环化合物，所述路易斯酸选自三烷基铝，所述稀土组分选自稀土元素的无机盐；所述路易斯碱
、
所述路易斯酸和所述稀土组分的摩尔比为1：
(0.5
～
4)
：
(0.001
～
0.005)。
[0007]可选地，所述三烷基铝选自三乙基铝
、
三丙基铝
、
三异丁基铝和正丁基铝中的一种或多种的组合
。
[0008]可选地，所述环上含两个或三个
N
原子的双环化合物具有以下结构式：
[0009][0010]其中，
X
选自
N
或者
C
，
R
选自
C1‑
C6烷基或
H
，
n
为1‑3的整数
。
[0011]可选地，所述环上含两个或三个
N
原子的双环化合物选自
DBU、MTBD
和
DBN
中的一种或多种的组合
。
[0012]可选地，所述稀土元素的无机盐为稀土元素的氯化物，优选自氯化镧
、
氯化镨和氯化钇中的一种或多种的组合
。
[0013]第二方面，本专利技术涉及第一方面所述的制备聚氧化乙烯的催化剂的制备方法，该制备方法包括：将路易斯碱
、
路易斯酸和稀土组分混合
。
[0014]第三方面，本专利技术涉及一种聚氧化乙烯的制备方法，该制备方法以环氧乙烷为原料并以第二方面所述制备方法所制备得到的所述制备聚氧化乙烯的催化剂作为催化剂或者以第一方面所述的制备聚氧化乙烯的催化剂作为催化剂
。
[0015]可选地，所述制备方法包括如下步骤：将所述路易斯碱
、
所述路易斯酸和所述稀土组分分散至有机溶剂中，然后通入环氧乙烷，在
10
～
50℃
下反应8～
40h
并分离固相产物，得聚氧化乙烯产品
。
[0016]可选地，所述聚氧化乙烯产品的粘均分子量为
100
～
400
万
。
[0017]可选地，所述有机溶剂选自正戊烷
、
正己烷
、
正庚烷和正癸烷中的一种或多种的组合
。
[0018]可选地，所述制备方法还包括所述通入环氧乙烷前的如下步骤：通入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种制备聚氧化乙烯的催化剂，其特征在于，该催化剂包含路易斯碱
、
路易斯酸和稀土组分；其中，所述路易斯碱选自环上含两个或三个
N
原子的双环化合物，所述路易斯酸选自三烷基铝，所述稀土组分选自稀土元素的无机盐；所述路易斯碱
、
所述路易斯酸和所述稀土组分的摩尔比为1：
(0.5
～
4)
：
(0.001
～
0.005)。2.
根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述三烷基铝选自三乙基铝
、
三丙基铝
、
三异丁基铝和正丁基铝中的一种或多种的组合
。3.
根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述环上含两个或三个
N
原子的双环化合物具有以下结构式：其中，
X
选自
N
或者
C
，
R
选自
C1‑
C6烷基或
H
，
n
为1‑3的整数
。4.
根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述环上含两个或三个
N
原子的双环化合物选自
DBU、MTBD
和
DBN
中的一种或多种的组合
。5.
根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述稀土元素的无机盐为稀土元素的氯化物...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，陈杨英，赵春雨，朱建民，刘兆滨，董振鹏，
申请(专利权)人：辽宁奥克药业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：