一种新型窄分布三乙醇胺嵌段聚醚的制备方法、嵌段聚醚及其应用技术

本发明专利技术公开了一种窄分布三乙醇胺嵌段聚醚的制备方法，在一定量磷腈复合催化剂的存在下，以三乙醇胺为起始剂，与环氧乙烷、环氧丙烷进行聚合反应，制得三乙醇胺嵌段聚醚。本发明专利技术通过加入一定量磷腈复合催化剂，使得制得的三乙醇胺嵌段聚醚具有制备周期短、窄分布、倾点低、泡沫低、乳化效果好的性能特点，而且相对于传统的胺醚，本方法制备的胺醚催化剂用量低，无需后处理的精制过程，大大降低了原料成本和生产成本，取得了较好的技术效果。取得了较好的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种新型窄分布三乙醇胺嵌段聚醚的制备方法、嵌段聚醚及其应用


[0001]本专利技术属于非离子表面活性剂领域，具体涉及一种窄分布三乙醇胺嵌段聚醚的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)嵌段共聚物是高分子聚醚型表面活性剂，通常是以含活泼氢原子化合物为起始剂，先后与环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)加成聚合生成的一类非离子表面活性剂。分子结构中聚氧乙烯基(PEO)部分是亲水基，聚氧丙烯基(PPO)部分因带有甲基而具憎水性故为疏水基，其性能随相对分子质量、起始剂、EO和PO混合比例、反应温度等的不同而不同，其结构有着丰富的可设计性。近年来，嵌段聚醚发展迅速，几乎渗透到各个领域，如金属加工、消泡、乳化、萃取、生化分离、组织工程以及医药和化妆品等方面。
[0003]目前的三乙醇胺聚醚大多被单一加工成聚氧乙烯醚或聚氧丙烯醚，仅有的三乙醇胺嵌段聚醚(专利CN101240062A)也存在分子量分布宽，反应时间长，需要大量吸附剂后处理等缺点。普通嵌段聚醚常用的催化剂一般是碱性物质，例如碱金属甲醇/乙醇盐、碱(土)金属氢氧化物等，也有少部分用磷腈催化剂或者双金属DMC催化剂，磷腈较贵而DMC催化剂对底料和环境选择较为苛刻是限制他们使用的主要原因。工业上出于经济考虑最常用的催化剂是KOH、NaOH、CH3OK、CH3ONa等，但是传统碱性物质催化剂合成得到的嵌段聚醚分子量分布普遍较宽，对其应用影响较大。另外传统催化剂催化效率不高，催化剂用量大，后处理精制环节一般采用中和过滤或者聚结分离的工艺，而聚结分离器适用范围较窄，表面活性剂类聚醚与水相容性较好不适用，中和过滤工艺不仅需要增加成本，还有大量固废产生。
[0004]现有技术中国专利CN106084199A、CN102924707A、CN 110922580 A将聚醚催化剂进行改进，但是同样存在催化剂用量大、分子量分布宽(PDI最低分别是1.35、1.15和1.19)等问题。现有技术制备的嵌段聚醚分子量分布PDI普遍在1.1以上，这一定程度上影响了聚醚产品的性能，而且还带来一些后处理精制环节的问题。另外，基于现有技术的方法，嵌段聚醚的PDI很难做到更低。
[0005]因此，仍旧需要一种新型窄分布嵌段聚醚的制备方法，使得制备的嵌段聚醚产品的PDI做到1.05以下，最低1.023，在改善产品性能的同时，简化后处理精制环节。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种新型窄分布三乙醇胺嵌段聚醚的制备方法，使得制备的嵌段聚醚产品的PDI最低做到1.023，大大地改善了聚醚产品的性能。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供这种方法制备的窄分布三乙醇胺嵌段聚醚产品。
[0008]本专利技术的再一目的在于提供这种窄分布三乙醇胺嵌段聚醚产品在药物、化妆品、纤维、洗化、润滑、聚氨酯领域中的应用。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0010]一种新型窄分布三乙醇胺嵌段聚醚的制备方法，其特征在于，在一定量磷腈复合催化剂的存在下，以三乙醇胺为起始剂，与环氧乙烷、环氧丙烷进行聚合反应，制得三乙醇胺嵌段聚醚。
[0011]在一个具体的实施方案中，所述新型窄分布三乙醇胺嵌段聚醚的制备方法包括以下步骤：
[0012](1)将三乙醇胺和磷腈复合催化剂混合，用氮气吹扫置换后脱除水分和杂质单体；
[0013](2)向含有催化剂的三乙醇胺起始剂中加入环氧乙(丙)烷，反应、老化得到中间产物；
[0014](3)向中间产物中加入环氧丙(乙)烷，反应、老化得到最终产物三乙醇胺嵌段聚醚。
[0015]在一个具体的实施方案中，所述的磷腈复合催化剂为碱催化剂、冠醚、磷腈催化剂按比例复配而成的混合物，三者质量比例为1～6:2～10:2～40，优选为1：2～8：6～30。
[0016]在一个具体的实施方案中，所述的磷睛复合催化剂的添加量为三乙醇胺与环氧乙烷、环氧丙烷总质量的0.001％～1％；优选地，所述三乙醇胺与环氧乙烷、环氧丙烷的反应摩尔比为1：m：n，其中m、n选自0～200的整数，但m和n至少一个不为0；更优选地，所述三乙醇胺嵌段聚醚的分子量分布系数低于1.05。
[0017]在一个具体的实施方案中，所述的磷腈类催化剂为磷腈化合物、磷腈盐、氧化磷腈中的任一种或几种的混合物。
[0018]在一个具体的实施方案中，所述碱催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、甲醇钾、甲醇钠中的任一种或几种的混合物。
[0019]在一个具体的实施方案中，所述冠醚为12-冠-4、15-冠(醚)-5、18-冠(醚)-6中的任一种或几种的混合物。
[0020]在一个具体的实施方案中，步骤(2)、(3)所述的聚合反应温度为90～180℃，反应压力为0.1MPa～0.6MPa，反应时间1～20小时。
[0021]本专利技术的另一方面，一种前述方法制备的新型窄分布三乙醇胺嵌段聚醚，反应结构式为：
[0022][0023]其中，m为0～200的整数，n为0～200的整数，且m和n中的至少一个不为0；所述三乙醇胺嵌段聚醚的分子量分布系数低于1.05。
[0024]本专利技术的再一方面，前述的新型窄分布三乙醇胺嵌段聚醚，属于非离子表面活性剂，用于药物、化妆品、纤维、洗化、润滑、聚氨酯领域中。
[0025]与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果：
[0026](1)本专利技术的新型窄分布三乙醇胺嵌段聚醚的制备方法，采用一种新型磷腈复合催化剂，以三乙醇胺为起始剂，与环氧乙烷、环氧丙烷进行聚合反应，制得三乙醇胺嵌段聚醚。由于特殊的磷腈复合催化剂中冠醚与钾离子形成络合物，大大加速了PO段反应速率，磷腈催化剂由于空间位阻较大使得产品呈现窄分布的特性，而且碱性条件使得磷腈催化效率更高，反应时间大大缩短。
[0027](2)本专利技术的制备方法，整个工艺的催化剂用量是常规工艺催化剂用量的10％，原料成本大大降低，而且钠、钾用量少，不需要吸附等额外的精制处理，大大降低了生产成本。
[0028](3)采用本专利技术方法制备的嵌段聚醚，分子量分布系数小，羟值更接近设计值，说明本专利技术的方法容易根据客户的需求定制不同泡沫高度与乳化性能的聚醚产品，只需要在本专利技术方法的基础上调节EO/PO摩尔比例即可。
[0029](4)本方法制备的嵌段聚醚杂质含量低，分子量分布系数小(低于1.05)，最低可达到1.023，使得聚醚产品具有透明度高，倾点低、低泡、乳化性能好等优点，在日化产品、金属清洗，涂料，油田工业等领域具有良好的应用前景。
具体实施方式
[0030]为了更好的理解本专利技术的技术方案，下面的实施例将对本专利技术所提供的方法予以进一步的说明，但本专利技术不限于所列出的实施例，还应包括在本专利技术的权利要求范围内其他任何公知的改变。
[0031]一种新型窄分布三乙醇胺嵌段聚醚，其具有如下反应式：
[0032][0033]其中，m为0～200的整数，n为0～200的整数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型窄分布三乙醇胺嵌段聚醚的制备方法，其特征在于，在一定量磷腈复合催化剂的存在下，以三乙醇胺为起始剂，与环氧乙烷、环氧丙烷进行聚合反应，制得三乙醇胺嵌段聚醚。2.根据权利要求1所述的新型窄分布三乙醇胺嵌段聚醚的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将三乙醇胺和磷腈复合催化剂混合，用氮气吹扫置换后脱除水分和杂质单体；(2)向含有催化剂的三乙醇胺起始剂中加入环氧乙(丙)烷，反应、老化得到中间产物；(3)向中间产物中加入环氧丙(乙)烷，反应、老化得到最终产物三乙醇胺嵌段聚醚。3.根据权利要求1或2所述的新型窄分布三乙醇胺嵌段聚醚的制备方法，其特征在于，所述的磷腈复合催化剂为碱催化剂、冠醚、磷腈催化剂按比例复配而成的混合物，三者质量比例为1～6:2～10:2～40，优选为1：2～8：6～30。4.根据权利要求3所述的新型窄分布三乙醇胺嵌段聚醚的制备方法，其特征在于，所述的磷腈复合催化剂的添加量为三乙醇胺与环氧乙烷、环氧丙烷总质量的0.001％～1％；优选地，所述三乙醇胺与环氧乙烷、环氧丙烷的反应摩尔比为1：m：n，其中m、n选自0～200的整数，但m和n至少一个不为0；更优选地，所述三乙醇胺嵌段聚醚的...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋美玉，李传亮，陆国太，姜明，秦承群，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：