一种烷基封端聚醚的制备方法技术

本发明专利技术属于封端聚醚的合成技术领域，涉及一种烷基封端聚醚的制备方法，更进一步属于烷基封端聚醚的合成技术领域。聚醚与醇盐化试剂进行醇盐化反应，在压力为‑0.07～‑0.10Mpa的真空下脱除小分子，反应结束后滴加烷基碳酸酯继续反应，得到烷基封端聚醚粗产品，再经过中和、过滤处理后得到烷基封端聚醚。本发明专利技术使用了新型的绿色封端剂烷基碳酸酯，作为烷基硫酸酯、卤代烷等有毒封端剂的替代品，与分子中含有羟基的聚醚反应制备烷基封端聚醚，具有无毒、无环境污染等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种烷基封端聚醚的制备方法
本专利技术属于封端聚醚的合成
，涉及一种烷基封端聚醚的制备方法。
技术介绍
分子链中羟基全部被烷基取代的烷基封端聚醚与分子链中含有羟基的聚醚相比具有较高的化学稳定性。封端聚醚的特殊结构导致了它特殊的物理和化学性能。利用烷基封端聚醚良好的耐热性，可作为性能优良的非离子表面活性剂用于化纤高速纺丝的油剂中，也可作为添加剂用于耐高温的润滑油或导热油中；利用其对强碱的稳定性，可用于强碱性洗涤剂配方中；另外，因此封端聚醚在制备聚氨酯匀泡剂、消泡剂和织物整理剂中具有广泛的用途。目前，聚醚的封端方法主要可分为醚化封端、酯化封端和交联封端。现行封端技术中，最常用和通用的方法是醚化封端。传统的封端工艺是在碱性条件下，将聚醚与烷基硫酸酯或卤代烷反应生成封端聚醚。如美国专利4,301,083介绍了在氢氧化钠或氢氧化钾水溶液中，含羟基的聚醚与卤代烷反应生成烷基封端的聚醚；美国专利4,922,029和中国专利02150754.6介绍了在氢氧化钠或氢氧化钾水溶液中，含羟基的聚醚与硫酸二甲酯或硫酸二乙酯反应制备烷基封端聚醚的方法。上述所用的封端剂为烷基硫酸酯、卤代烷两种有毒物质，属于高危、高毒、高腐蚀性药品，且在合成过程中需要使用大量的碱中和生成的酸，生成的无机盐会增加分离和提纯的难度。中国专利201210275167.X介绍，在弱碱性条件下，利用碳酸二乙酯对聚醚硅氧烷直接进行封端，生成聚醚链段末端为碳酸乙酯的聚醚硅氧烷，并将其应用于聚氨酯材料发泡中。而此方法使聚醚硅氧烷中在反应中直接与碱性催化剂接触，会引起硅氧烷结构重排，破坏聚醚硅氧烷结构；由于聚醚硅氧烷的粘度远高于聚醚多元醇，阻碍了活性羟基与碱性催化剂、碳酸二乙酯的接触，导致封端率普遍较低；将末端羟基转化为碳酸乙酯基，属于酯化封端范畴，酯基易水解，稳定性差。
技术实现思路
本专利技术提供一种烷基封端聚醚的制备方法，它所要解决的技术问题是使用新型的绿色化学试剂烷基碳酸酯，作为烷基硫酸酯、卤代烷等有毒封端剂的替代品，与分子中含有羟基的聚醚反应制备烷基封端聚醚，这种方法具有无毒、无环境污染等特点。本专利技术制备的烷基封端聚醚结构稳定，可与含有Si-H官能团的有机硅氧烷反应制备聚醚硅氧烷。本专利技术是通过以下技术方案实现本专利技术的目的的，本专利技术提供了一种烷基封端聚醚的制备方法：以烷基碳酸酯为封端剂，以分子链中含有羟基的聚醚为原料制备烷基封端聚醚；所述含有羟基的聚醚中聚醚链段为均聚、无规共聚或嵌段共聚；所述含有羟基的聚醚结构通式为(I)式所示：A[(OCH2-CHR1)x-OH]y(I)其中：A为C1–C20的碳链基团，R1为-H、甲基或乙基，x＝2–250的自然数，y＝1–10的自然数；所述烷基封端聚醚结构通式为(II)式所示：A[(OCH2-CHR1)x-OR2]y(II)其中R2为甲基、乙基或苯基；所述烷基封端聚醚的制备方法包括以下步骤1)在室温条件下，将上述(Ⅰ)式的含有羟基的聚醚与醇盐化试剂加入反应器中恒温反应，同时真空脱除小分子化合物；2)向步骤1)中加入烷基碳酸酯继续反应；3)反应物经过中和、过滤去除固体物质后，得到聚醚(Ⅱ)，即烷基封端聚醚。优选的，步骤1)中反应温度25～120℃，反应时间0.2～5小时，所述含有羟基的聚醚与醇盐化试剂的投料摩尔比为1:1.0～3.0。优选的，步骤1)所述的醇盐化试剂为氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠或甲醇钾中的一种或多种，或氢氧化钠、氢氧化钾水溶液与甲醇钠、甲醇钾醇溶液；优选的，步骤2)所述烷基碳酸酯为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸二苯酯。优选的，步骤2)中反应温度100～150℃，反应时间0.2～5小时，其中含有羟基的聚醚(Ⅰ)与烷基碳酸酯的投料摩尔比为1:1.0～5.0。优选的，步骤1)中真空脱除小分子化合物中真空压力为-0.07～-0.10Mpa，脱除时间为1～3h。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的关键之处在于使用了新型的绿色化学试剂烷基碳酸酯作为封端剂，替代了烷基硫酸酯、卤代烷等传统有毒封端剂，具有无毒、无环境污染的特点，且反应产物易处理，可实现绿色化学封端路线。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。本专利技术封端效率按以下计算公式计算所得：实施例中的聚醚和封端聚醚的羟值，根据国际《塑料聚醚多元醇第3部分：羟值的测定》(GB-T12008.3-2009)标准测定，对实施例制备的烷基封端聚醚测量其封端率。实施例1在装有搅拌器的2L反应器中，加入烯丙醇聚醚(EO/PO＝35/55，无规)1000g，加入氢氧化钠85g，升温至110～120℃反应2小时，并同时保持高压釜内压力恒定在-0.08～-0.10Mpa，真空脱除小分子化合物。反应结束后降温至40～45℃，缓慢滴加285g碳酸二甲酯后，升温至130～140℃反应3小时。结束后，降温至50℃，再经过中和、过滤除去固体杂质后，得到封端聚醚产品，其封端率为74.1％。实施例2在装有回流分水器及搅拌器的洁净干燥的250mL三口反应瓶中加入[实施例1]制得的封端聚醚50g，5g含氢聚硅氧烷及25mL甲苯，回流一段时间后冷却至100℃，加入5ppm氯铂酸/乙醇溶液，维持100℃反应3小时。反应结束后取出并在气体分解设备中称重的反应混合物试样的丁醇钠诱导的分解，没有显示任何氢释放，证明Si-H的完全转化。实施例3在装有搅拌器的2L反应器中，加入烯丙醇聚醚(EO/PO＝30/70，嵌段)1200g，加入甲醇钠181g，升温至90～100℃反应2小时，并同时保持高压釜内压力恒定在-0.08～-0.10Mpa，真空脱除小分子化合物。反应结束后降温至40～45℃，缓慢滴加402g碳酸二乙酯后，升温至110～120℃反应3小时。结束后，降温至50℃，再经过中和、过滤除去固体杂质后，得到封端聚醚产品，其封端率为72.5％。实施例4在装有回流分水器及搅拌器的洁净干燥的250mL三口反应瓶中加入[实施例3]制得的封端聚醚50g，8g含氢聚硅氧烷及25mL甲苯，回流一段时间后冷却至100℃，加入5ppm氯铂酸/乙醇溶液，维持100℃反应3小时。反应结束后取出并在气体分解设备中称重的反应混合物试样的丁醇钠诱导的分解，没有显示任何氢释放，证明SiH的完全转化。实施例5在装有搅拌器的2L反应器中，加入丁醇聚醚(EO/PO＝50/50，无规)1000g，加入氢氧化钾82.5g，升温至110～120℃反应2小时，并同时保持高压釜内压力恒定在-0.08～-0.10Mpa，真空脱除小分子化合物。反应结束后降温至40～45℃，缓慢滴加132g碳酸二甲酯后，升温至120～130℃反应3小时。结束后，降温至50℃，再经过中和、过滤除去固体杂质后，得到封端聚醚产品，其封端率为70.1％。实施例6在装有搅拌器的2L反应器中，加入丁醇聚醚(EO/PO＝35/65，嵌段)1200g，加入甲醇钾60g，升温至90～100℃反应3小时，并同时保持高压釜内压力恒定在-0.08～-0.10Mpa，真空脱除小分子化合物。反应结束后降温至40～45℃，缓慢滴加114g碳酸二乙酯后，升温至130～140℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烷基封端聚醚的制备方法，以烷基碳酸酯为封端剂，以分子链中含有羟基的聚醚为原料制备烷基封端聚醚；所述含有羟基的聚醚结构通式为(I)式所示：A[(OCH

【技术特征摘要】
1.一种烷基封端聚醚的制备方法，以烷基碳酸酯为封端剂，以分子链中含有羟基的聚醚为原料制备烷基封端聚醚；所述含有羟基的聚醚结构通式为(I)式所示：A[(OCH2-CHR1)x-OH]y(I)其中：A为C1–C20的碳链基团，R1为-H、甲基或乙基，x＝2–250的自然数，y＝1–10的自然数；所述烷基封端聚醚结构通式为(II)式所示：A[(OCH2-CHR1)x-OR2]y(II)其中R2为甲基、乙基或苯基；所述烷基封端聚醚的制备方法包括以下步骤1)在室温条件下，将上述(I)式的含有羟基的聚醚与醇盐化试剂加入反应器中恒温反应，同时真空脱除小分子化合物；2)向步骤1)中加入烷基碳酸酯继续反应；3)反应物经过中和、过滤去除固体物质后，得到(Ⅱ)式结构，即烷基封端聚醚。2.根据权利要求1所述的烷基封端聚醚的制备方法，其特征在于：步骤2)所述烷基碳酸酯为碳酸二甲酯、碳酸二乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢书辉，李丰富，孙添源，孙宇，
申请(专利权)人：南京美思德新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32