【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到高分子合成，尤其涉及一种聚碳酸酯多元醇的合成方法，具体是有环氧单体和二氧化碳在催化剂条件下，通过聚合反应制备合成聚碳酸酯多元醇。
技术介绍
1、我国为了积极应对气候变化，提出了“碳达峰、碳中和”的战略目标。为了实现这一目标，利用碳转化技术将二氧化碳变废为宝，对实现“双碳”战略目标具有重要的意义。因此，出于环保和能源的双重需求，二氧化碳的转化与利用已经成为各国普遍关注的焦点。其中，二氧化碳与环氧化物经聚合反应可生成重要的化工原料环碳酸酯。
2、聚碳酸酯二元醇是一种重要的化学原料，具有优异的机械性能和化学稳定性。特别值得注意的是，聚碳酸酯二元醇具有可降解的优点，可以替代传统不可降解塑料制品。因此，聚碳酸酯二元醇可用于制造树脂、弹性体、涂料、胶黏剂等各种高性能材料，因此被广泛应用于汽车、电子、建筑、家具等多种工业制造的各个领域。开发聚碳酸酯二元醇的制备方法具有重要的意义。
3、专利技术专利202210919618.2公开了一种有机镁催化的脂肪族二元醇、碳酸二甲酯酯交换反应制备碳酸酯二元醇。专利技术专利202310111823.0公开了一种双功能催化剂催化环氧化物、邻苯二甲酸酐和二氧化碳开环交替共聚合，一锅制备聚酯-聚碳酸酯嵌段共聚物二元醇。专利技术专利202310633159.6公开了一种生物基聚碳酸酯二元醇的制备方法，他们利用生物基1,4-丁二醇作为原料，通过与碳酸二甲酯的酯交换反应制备聚碳酸酯多元醇。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的第一
2、本专利技术所涉及的一种用于聚碳酸酯二元醇制备的催化剂，所述催化剂具有如下结通式：
3、
4、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述通式中的ra、rb、rc、rd、re独立地选自氢、c1-c18的烷基、环烷基、卤代烷基、芳基、卤代芳基、烯基、炔基、烷氧基、n,n-二甲胺基、n,n-二乙胺基、吡咯基、哌啶基中的一种。
5、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述催化剂的制备方法包括如下步骤：
6、s1、将10份2-烯丙基苯胺，10～100份水，5～50份浓盐酸充分搅拌混合，在-10～50℃下加入亚硝酸钠水溶液，搅拌反应10～100分钟；随后，加入饱和碳酸氢钠水溶液，使混合物ph值呈中性或弱碱性；随后，加入叠氮化钠水溶液，继续搅拌反应10～100分钟；反应结束后，用50份乙醚萃取三次，收集有机相，用无水硫酸镁干燥；抽干溶剂，得到中间产物a；
7、所述亚硝酸钠水溶液是将5～15份亚硝酸钠溶解于20份水；所述叠氮化钠水溶液是将5～20份叠氮化钠溶解于20份水；
8、s2、在氮气条件下，将5～15份有机膦试剂溶解于50～500份四氢呋喃中，向溶液中滴加10份中间产物a，在室温下搅拌反应1～24小时，抽干溶剂，得到中间产物b；
9、s3、在氮气条件下，将3份中间产物b溶解于10～500份甲苯中，随后加入0.5～2mol/l的有机硼烷的四氢呋喃溶液5～50份，在0～150℃条件下反应1h；反应结束后，抽干溶剂，得到催化剂。
10、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述有机膦试剂优选为三甲基膦、三乙基膦、三苯基膦、三(二甲胺基)膦或三吡咯烷膦。
11、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述有机硼烷为9-硼双环[3.3.1]壬烷或二环己基硼烷。
12、本专利技术所要解决的第二个技术问题是提供一种聚碳酸酯二元醇的制备方法，其具有聚合活性高、反应条件温和、操作简单的优点，有利于大规模推广利用。
13、本专利技术所涉及的一种聚碳酸酯二元醇的制备方法，所述制备方法在氮气条件下，向聚合反应釜中加入1份如权利要求1所述的催化剂，1～100份二元醇和100～100000份环氧单体，充入0.1～5mpa二氧化碳原料气体，在0～150℃条件下聚合0.5～24小时，得到聚碳酸酯二元醇产物。
14、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述环氧单体为环氧化合物中的至少一种，所述环氧单体的结构通式如式i或式ii：
15、
16、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述环氧单体的r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10独立地选自氢、c1-c18的烷基、卤代烷基、芳基、卤代芳基、烯基、炔基、烷氧基、羟基、酯基、羟烷基中的一种。
17、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述环氧单体纯度为90～100％；所述二氧化碳原料气体中二氧化碳含量为90～100％。
18、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述二元醇优选为乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、分子量400～100000g/mol的双羟基封端的聚乙二醇、分子量400～100000g/mol的双羟基或双羟烷基封端的聚二甲基硅氧烷、聚乙烯醇或h2o。
19、在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述聚碳酸酯二元醇的状态为粘稠液体或固体粉末；分子量为300～1000000g/mol。
20、与现有技术相比，本专利技术的技术方案获得了如下有益效果：
21、(1)本专利技术利用双功能有机催化剂来进行催化聚合，具有反应过程条件温和，催化活性高，操作简单、易于大规模推广的优点。
22、(2)现有技术只能适用于式i型环氧单体与二氧化碳气体的聚合，而很难实现式ii型环氧单体的聚合，因为四元环的环氧单体相比于三元环的单体具有更小的环张力，这使得其更难发生开环聚合反应。因此，相比于现有技术，本专利技术的单体适用范围得到了拓展，所得聚合物的结构和性能将更加丰富，有利于聚碳酸酯二元醇在下游产业中的应用。
23、(3)直接使用二氧化碳作为原料，避免了碳酸二甲酯、碳酸二乙酯等原料的使用，有利于“碳转化”的具体落实和自然环境的保护。
24、(4)将二元醇替换为季戊四醇、甘油等多元醇，无需更改聚合条件，即可制备聚碳酸酯多元醇，这将使聚合物的应用范围进一步拓宽。
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1.一种用于聚碳酸酯二元醇制备的催化剂，其特征在于，所述催化剂具有如下结通式：
2.根据权利要求1所述的一种用于聚碳酸酯二元醇制备的催化剂，其特征在于，所述通式中的Ra、Rb、Rc、Rd、Re独立地选自氢、C1-C18的烷基、环烷基、卤代烷基、芳基、卤代芳基、烯基、炔基、烷氧基、N,N-二甲胺基、N,N-二乙胺基、吡咯基、哌啶基中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种用于聚碳酸酯二元醇制备的催化剂，其特征在于，所述催化剂的制备方法包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种用于聚碳酸酯二元醇制备的催化剂，其特征在于，所述有机膦试剂优选为三甲基膦、三乙基膦、三苯基膦、三(二甲胺基)膦或三吡咯烷膦。
5.根据权利要求3所述的一种用于聚碳酸酯二元醇制备的催化剂，其特征在于，所述有机硼烷为9-硼双环[3.3.1]壬烷或二环己基硼烷。
6.一种聚碳酸酯二元醇的制备方法，其特征在于，所述制备方法是在氮气条件下，向聚合反应釜中加入1份如权利要求1所述的催化剂，1～100份二元醇和100～100000份环氧单体，充入0.1～5MPa二氧
7.根据权利要求6所述的一种聚碳酸酯二元醇的制备方法，其特征在于，所述环氧单体为环氧化合物中的至少一种，所述环氧单体的结构通式如式I或式II：
8.根据权利要求7所述的一种聚碳酸酯二元醇的制备方法，其特征在于，所述环氧单体的R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10独立地选自氢、C1-C18的烷基、卤代烷基、芳基、卤代芳基、烯基、炔基、烷氧基、羟基、酯基、羟烷基中的一种。
9.根据权利要求6所述的一种聚碳酸酯二元醇的制备方法，其特征在于，所述环氧单体纯度为90～100％；所述二氧化碳原料气体中二氧化碳的含量为90～100％。
10.根据权利要求6所述的一种聚碳酸酯二元醇的制备方法，其特征在于，所述二元醇优选为乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、分子量400～100000g/mol的双羟基封端的聚乙二醇、分子量400～100000g/mol的双羟基或双羟烷基封端的聚二甲基硅氧烷、聚乙烯醇或H2O；，所述聚碳酸酯二元醇的状态为粘稠液体或固体粉末；分子量为300～1000000g/mol。
...【技术特征摘要】
1.一种用于聚碳酸酯二元醇制备的催化剂，其特征在于，所述催化剂具有如下结通式：
2.根据权利要求1所述的一种用于聚碳酸酯二元醇制备的催化剂，其特征在于，所述通式中的ra、rb、rc、rd、re独立地选自氢、c1-c18的烷基、环烷基、卤代烷基、芳基、卤代芳基、烯基、炔基、烷氧基、n,n-二甲胺基、n,n-二乙胺基、吡咯基、哌啶基中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种用于聚碳酸酯二元醇制备的催化剂，其特征在于，所述催化剂的制备方法包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种用于聚碳酸酯二元醇制备的催化剂，其特征在于，所述有机膦试剂优选为三甲基膦、三乙基膦、三苯基膦、三(二甲胺基)膦或三吡咯烷膦。
5.根据权利要求3所述的一种用于聚碳酸酯二元醇制备的催化剂，其特征在于，所述有机硼烷为9-硼双环[3.3.1]壬烷或二环己基硼烷。
6.一种聚碳酸酯二元醇的制备方法，其特征在于，所述制备方法是在氮气条件下，向聚合反应釜中加入1份如权利要求1所述的催化剂，1～100份二元醇和100～100000份环氧单体，充入0.1～5mpa二氧化碳原料气体，在0～150℃...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡文达，
申请(专利权)人：恩龙实业嘉兴有限公司，
类型：发明
国别省市：
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