通过DMC催化的聚醚碳酸酯制造技术

本发明专利技术涉及一种制备聚醚烷氧基化碳酸酯的方法。该产品也称为聚醚聚碳酸酯。所述方法在催化剂混合物存在下，使一种或多种碳酸酯化合物和一种以上含羟基的化合物的混合物，与至少一种环氧烷烃同时发生碳酸酯交换和烷氧基化。所述催化剂混合物含有至少一种DMC催化剂和至少一种非碱性酯交换催化剂。本发明专利技术还涉及新的聚醚聚碳酸酯，一种由这些新的聚醚聚碳酸酯制备聚氨酯泡沫材料的方法，并且涉及包含这些新的聚醚聚碳酸酯的泡沫。

Polyether Carbonate Catalyzed by DMC

The present invention relates to a process for the preparation of polyether alkoxy carbonate. The product is also known as polyether polycarbonate. The method in the presence of a catalyst mixture, the mixture of one or more carbonate compound and a compound containing the hydroxyl group above, and at least one epoxy alkane carbonic ester exchange and simultaneous alkoxylation. The catalyst mixture contains at least one DMC catalyst and at least one non alkaline ester exchange catalyst. The invention also relates to new polyether polycarbonates, a process for preparing polyurethane foams from these new polyether polycarbonates, and a foam comprising these new polyether polycarbonates.

【技术实现步骤摘要】
通过DMC催化的聚醚碳酸酯
技术介绍
本专利技术涉及一种制备烷氧基化碳酸酯(即聚醚碳酸酯)产品的方法。该方法在催化剂混合物的存在下，将化合物的混合物与至少一种环氧烷烃同时进行碳酸酯交换(transcarbonate)和烷氧基化。本专利技术还涉及新的聚醚碳酸酯。在合适的催化剂的存在下使环氧丙烷与二氧化碳聚合以制备聚碳酸酯多元醇的化学的综述由D.Darensburg和M.W.Holtcamp在文章“CatalystsfortheReactionsofEpoxidesandCarbonDioxide”，CoordinationChemistryReviews，153，1996，第155-174页中提供。记载了通过环氧化物与CO2的环状碳酸酯和/或聚碳酸酯合成，即环状碳酸酯的开环聚合。已经使用各种方法在DMC催化剂存在下由环氧烷烃和二氧化碳制备聚醚碳酸酯多元醇。大多数方法产生的一个问题是形成高水平的碳酸亚丙基酯，其为这些方法不希望的副产物。为克服该问题所做的努力包括将DMC催化剂与助催化剂结合使用，以及使用基本上非结晶的DMC催化剂。尽管近来在该领域取得了进展，但仍需要具有低水平环状碳酸酯副产物的烷氧基化碳酸酯(即聚醚碳酸酯)产品，以及用于制备这些烷氧基化碳酸酯(即聚醚碳酸酯)产品的新方法。我们已惊奇地发现，使用双催化剂体系使环氧烷烃与二氧化碳反应，提供一种非常有效的制备具有极少环状碳酸酯副产物形成的聚醚聚碳酸酯的方法。
技术实现思路
本专利技术涉及一种制备聚醚碳酸酯(即聚醚烷氧基化碳酸酯)的方法。该方法包括对以下物质：(1)包含以下的混合物(a)分子量为90至6000的化合物且其选自二烷基碳酸酯、二芳基碳酸酯、烷基芳基碳酸酯和聚碳酸酯；和(b)一种或更多种含羟基的化合物，选自(i)含有1至25个碳原子的醇，(ii)官能度为2至6且数均分子量小于3000的多元醇，及(iii)它们的混合物；与(2)至少一种环氧烷烃；在(3)包含以下的催化剂混合物存在下(a)至少一种DMC催化剂，和(b)至少一种非碱性酯交换催化剂同时进行(A)碳酸酯交换和(B)烷氧基化。本专利技术还涉及新的聚醚碳酸酯。这些聚醚碳酸酯包含以下的反应产物：(1)包含以下的混合物(a)分子量为90至6000的化合物且其选自二烷基碳酸酯、二芳基碳酸酯、烷基芳基碳酸酯和聚碳酸酯；和(b)一种或更多种含羟基的化合物，选自(i)含有1至25个碳原子的醇，(ii)官能度为2至6且数均分子量小于3000的多元醇，及(iii)它们的混合物；与(2)至少一种环氧烷烃；在(3)包含以下的催化剂混合物存在下(a)至少一种DMC催化剂，和(b)至少一种非碱性酯交换催化剂；其中所述反应同时包括碳酸酯交换和烷氧基化。本专利技术还涉及包含一种或多种多异氰酸酯与如上所述的新的聚醚碳酸酯的反应产物的聚氨酯泡沫。本专利技术还涉及通过使一种或多种多异氰酸酯与如上所述的新的聚醚碳酸酯反应而生产聚氨酯泡沫的方法。具体实施方式现将为说明而非限制的目的来描述本专利技术。除了在操作实施例中，或另有说明以外，所有数值参数应理解为在所有情况下由术语“约”前缀和修饰，其中数值参数具有用于测定参数数值的基础测量技术的固有的可变性特性。所述数值参数的实例包括，但不限于OH数、当量和/或分子量、官能度、量、百分比等。至少，但不试图将等同教义的应用限制在权利要求的范围内，在本说明书中描述的每个数值参数应当至少根据记录的有效数字的个数并通过应用普通的舍入技术来解释。此外，本文列举的任何数值范围旨在包括包含在列举范围内的所有子范围。例如，范围“1至10”旨在包括介于列举的最小值1与列举的最大值10之间(并且包括列举的最小值1和列举的最大值10)的所有子范围，即，最小值等于或大于1且最大值等于或小于10。除非另有说明，否则包括任何范围的所有端点。在本说明书中列举的任何最大数值限制旨在包括包含在其中的所有较低数值限制，并且在本说明书中列举的任何最小数值限制旨在包括包含在其中的所有较高数值限制。因此，申请人保留修改本说明书，包括权利要求书的权利，以明确地列举包含在本文明确列举的范围内的任何子范围。所有这些范围固有地描述于本说明书中，以使得修改以明确列举任何该子范围将符合35U.S.C.§112和35U.S.C.§132(a)的要求。即使在某些情况下使用“至少一种”或“一种或更多种”，但除非另有说明，否则本文所使用的冠词“一种(a)”、“一种(an)”和“该(the)”旨在包括“至少一种”或“一种或更多种”。作为示例而并非限制“一种组分(acomponent)”是指一种或更多种组分，因此，可以预期多于一种的组分并将其用或使用于所述实施方案的实行中。此外，使用的单数名词包括复数含义，且使用的复数名词包括单数含义，除非使用的上下文另有要求。除非另有说明，否则本文中以道尔顿(Da)给出的当量和分子量分别为数均当量和数均分子量。本专利技术要求(1)包含以下的混合物：(a)选自二烷基碳酸酯、二芳基碳酸酯、烷基芳基碳酸酯、聚碳酸酯及它们的混合物的化合物，且所述化合物的分子量为90至6000；及(b)一种或多种含羟基的化合物，选自(i)含有1至25个碳原子的醇，(ii)官能度为2至6且数均分子量小于3000的多元醇，及(iii)它们的混合物。应理解，混合物(1)中的(a)和(b)的量可以以任何比例变化，但对于(b)而言，优选在0.1摩尔％至200摩尔％的范围，基于化合物(a)中碳酸酯的摩尔数计。根据本专利技术，用作(1)(a)的合适的化合物选自二烷基碳酸酯、二芳基碳酸酯、烷基芳基碳酸酯、聚碳酸酯及它们的混合物，其中该化合物的分子量为90至6000。这些化合物(1)(a)的分子量通常为至少90，优选至少104且更优选至少118。这些化合物的分子量通常还小于或等于6000，优选小于或等于5000且更优选小于或等于4000。这些化合物的分子量范围可介于这些上限值和下限值的任何组合之间(包括所述上限值和下限值在内)，例如，90至6000，优选104至5000且更优选118至4000。适用于组分(1)(a)的二烷基碳酸酯包括化合物如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸二丁酯、碳酸二己酯、碳酸二辛酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯等。优选的二烷基碳酸酯为碳酸二乙酯和碳酸二甲酯。适用于本专利技术组分(1)(a)的芳基碳酸酯包括碳酸二苯酯、碳酸二甲苯酯等。优选的芳基碳酸酯为碳酸二苯酯。适用于组分(1)(a)的烷基聚碳酸酯和芳基聚碳酸酯的实例包括化合物，例如基于脂族二醇，例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、癸二醇、双酚A、二羟基苯等，的聚碳酸酯。合适的脂族聚碳酸酯二醇的分子量为1000至4000。这些聚碳酸酯可以含有羟基，但并非必需含有羟基。环状碳酸酯在适用于本专利技术的碳酸酯化合物的范围之外。所述混合物的组分(1)(b)包含一种或更多种含羟基的化合物，选自(i)含有1至25个碳原子的醇，(ii)官能度为2至6且数均分子量小于3000的多元醇，及(iii)它们的混合物。合适的含羟基的化合物可为脂族含羟基的化合物、芳族含羟基的化合物和/或脂环族含羟基的化合物。用作组分(1)(b)(i)的合适醇的实例包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、苯甲醇、辛醇、苯酚等；以及下列化合物，例如25本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备聚醚碳酸酯产品的方法，其包括对以下物质：(1)包含以下的混合物(a)化合物，其选自二烷基碳酸酯、二芳基碳酸酯、烷基芳基碳酸酯、聚碳酸酯及它们的混合物，其中所述化合物的分子量为90至6000；和(b)一种或多种含羟基的化合物，选自(i)含有1至25个碳原子的醇，(ii)官能度为2至6且数均分子量小于3000的多元醇，及(iii)它们的混合物；与(2)至少一种环氧烷烃；在(3)催化剂混合物存在下，所述催化剂混合物包含(a)至少一种DMC催化剂，和(b)至少一种非碱性酯交换催化剂，同时进行(A)碳酸酯交换和(B)烷氧基化。

【技术特征摘要】
2015.12.21 US 14/975,9821.一种制备聚醚碳酸酯产品的方法，其包括对以下物质：(1)包含以下的混合物(a)化合物，其选自二烷基碳酸酯、二芳基碳酸酯、烷基芳基碳酸酯、聚碳酸酯及它们的混合物，其中所述化合物的分子量为90至6000；和(b)一种或多种含羟基的化合物，选自(i)含有1至25个碳原子的醇，(ii)官能度为2至6且数均分子量小于3000的多元醇，及(iii)它们的混合物；与(2)至少一种环氧烷烃；在(3)催化剂混合物存在下，所述催化剂混合物包含(a)至少一种DMC催化剂，和(b)至少一种非碱性酯交换催化剂，同时进行(A)碳酸酯交换和(B)烷氧基化。2.权利要求1的方法，其中(1)(a)所述化合物的分子量为104至5000。3.权利要求1的方法，其中(1)(a)所述化合物选自碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二苯酯、分子量为1000至4000的脂族聚碳酸酯二醇及它们的混合物。4.权利要求1的方法，其中(1)(b)所述含羟基的化合物选自(i)醇，包括C12-C15高纯度伯醇的共混物、C9-C11高纯度伯醇的共混物、C12-C13高纯度伯醇的共混物及它们的混合物；和(ii)官能度为2至4且分子量为62至1000的多元醇。5.权利要求1的方法，其中(2)所述环氧烷烃包括环氧乙烷、环氧丙烷或它们的混合物。6.权利要求1的方法，其中得到的聚醚碳酸酯具有大于9摩尔％的与碳酸酯基团相邻的氧化物。7.权利要求1的方法，其中得到的聚醚碳酸酯具有14摩尔％至80摩尔％的与碳酸酯相邻的氧化物。8.权利要求1的方法，其中(3)(a)所述至少一种DMC催化剂包括基本上非结晶的DMC催化剂，且(3)(b)所述至少一种非碱性酯交换催化剂是钛酸四-2-...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·G·麦克丹尼尔，
申请(专利权)人：科思创有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US