【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚碳酸酯生产及应用，具体涉及一种低分子量聚碳酸环己撑酯及其制备方法和应用。
技术介绍
1、聚碳酸酯型聚氨酯是一种新型的聚氨酯材料，由异氰酸酯和低分子量的聚碳酸酯多元醇反应得到，因其良好的耐油性、耐磨性、抗氧化性、抗水解性和生物相容性而受到广泛关注。现阶段低分子量聚碳酸酯多元醇的主要合成方法为二氧化碳和环氧丙烷共聚法，得到的多元醇不但玻璃化温度低，力学性能差，而且还含有部分的聚醚链段，导致其作为原料合成的聚氨酯的力学、耐温，耐磨及抗氧化等性能无法达到进一步应用的要求。因此，开发一种新的低分子量聚碳酸酯多元醇至关重要。
2、聚碳酸环己撑酯(pchc)是一种重要的脂肪族聚碳酸酯，由二氧化碳和环氧环己烷聚合而成，其玻璃化温度较高，具有生物可降解性、优良的机械性能、阻隔性能及耐热性能，具有广阔的市场前景。由于高分子量pchc具有优良的力学及加工性能，因此现阶段对pchc的研究主要集中在高分子量pchc的制备方面。
3、目前低分子量pchc的制备方法多采用在反应体系中加入小分子醇类化合物、低分子量聚醚多元醇化合物、酚类化合物及硫醇类化合物来控制其分子量。在现有的金属催化剂体系下，普遍存在催化效率较低，产物碳酸酯键的含量较低及副产物含量较多等问题，而且还需要脱除产物中的金属，导致其工艺复杂，成本较高，难以实现工业化生产。现有的非金属催化体系绝大多数为路易斯酸碱对催化剂，体系中催化剂用量较大，成本较高，同样难以实现工业化生产。另外，小分子醇类化合物，会严重影响金属催化剂的催化效率，低分子量聚醚多元醇化合物影
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种低分子量聚碳酸环己撑酯及其制备方法和应用，用以解决目前低分子量聚碳酸环己撑酯的制备方法存在工艺复杂、成本高、分子量不可控、难以实现工业化应用等技术问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、本专利技术公开了一种低分子量聚碳酸环己撑酯的制备方法，包括以下步骤：
4、s1：将环氧环己烷、分子量调节剂和非金属催化剂混合后，进行聚合反应，得到粗产物；
5、s2：将粗产物依次进行沉析、固液分离和干燥处理，得到低分子量聚碳酸环己撑酯；
6、s1中，所述环氧环己烷与非金属催化剂的摩尔比为(5000～20000)：1；所述环氧环己烷与分子量调节剂的摩尔比为(400～2000)：1。
7、进一步地，s1中，所述环氧环己烷在使用前进行预处理；所述预处理的方式为吸附、精馏、膜分离中的一种或多种组合。
8、进一步地，s1中，所述非金属催化剂为具有亲核亲电双功能的有机非金属催化剂；所述分子量调节剂为醇化合物、酸化合物、胺化合物、多元醇、多元羧酸或多元醇酸。
9、进一步地，s1中，所述聚合反应是在二氧化碳气氛中进行；所述聚合反应的温度为60℃～150℃，反应压力为0.5mpa～2mpa，反应时间为0.25～12h。
10、进一步地，所述聚合反应中，环氧环己烷的转化率为10％～90％。
11、进一步地，s1中，所述粗产物为低分子量pchc、未反应单体环氧环己烷和微量副产物的混合物。
12、进一步地，s2中，所述沉析是将粗产物和沉析剂混合后，在沉析釜中进行；所述沉析釜中设置降温装置。
13、进一步地，所述沉析剂为水、甲醇和乙醇中的一种或多种组合。
14、本专利技术还公开了采用上述制备方法制备得到的低分子量聚碳酸环己撑酯，所述低分子量聚碳酸环己撑酯的数均分子量为1000～20000g/mol，多分散系数pdi为1.05～1.25。
15、本专利技术还公开了上述低分子量聚碳酸环己撑酯的应用，所述低分子量聚碳酸环己撑酯与异氰酸酯反应制备聚碳酸酯型聚氨酯。
16、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
17、本专利技术公开了一种低分子量聚碳酸环己撑酯的制备方法，采用双功能非金属催化剂，以二氧化碳和环氧环己烷为原料，设置环氧环己烷与非金属催化剂的摩尔比为(5000～20000)：1；所述环氧环己烷与分子量调节剂的摩尔比为(400～2000)：1，可以通过改变三者的摩尔比来控制最终pchc的分子量，不仅反应条件温和，而且工艺简单，对原料的纯度和水含量要求较低，同时省去了金属催化体系下必须的产物脱金属工艺，大幅度降低和避免了因预处理工艺和产物脱金属工艺产生的能耗及三废排放，降低了生产成本，便于实现工业化生产。根据相关实验结果表明，本专利技术的方法可以在数均分子量为500～20000g/mol的范围内，对产物分子量进行精确调控，不但具有较高的催化效率和选择性，而且产物碳酸酯键含量最高可达100％。
18、本专利技术还公开了采用上述制备方法制备得到的低分子量聚碳酸环己撑酯，不但可避免金属催化体系下产物中残留的微量金属对聚氨酯材料性能的影响，而且具有良好的耐油性、耐磨性、耐温性、抗氧化性、抗水解性、生物相容性和生物降解性能，具有广阔的市场应用前景。
19、本专利技术还公开了上述低分子量聚碳酸环己撑酯的应用，本专利技术所得低分子量pchc可作为原料制备聚碳酸酯型聚氨酯，所得聚碳酸酯型聚氨酯不但具有良好的耐油性、耐磨性、耐温性、抗氧化性、抗水解性和生物相容性，而且可生物降解，具有广阔的市场应用前景。
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1.一种低分子量聚碳酸环己撑酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低分子量聚碳酸环己撑酯的制备方法，其特征在于，S1中，所述环氧环己烷在使用前进行预处理；所述预处理的方式为吸附、精馏、膜分离中的一种或多种组合。
3.根据权利要求1所述的一种低分子量聚碳酸环己撑酯的制备方法，其特征在于，S1中，所述非金属催化剂为具有亲核亲电双功能的有机非金属催化剂；所述分子量调节剂为醇化合物、酸化合物、胺化合物、多元醇、多元羧酸或多元醇酸。
4.根据权利要求1所述的一种低分子量聚碳酸环己撑酯的制备方法，其特征在于，S1中，所述聚合反应是在二氧化碳气氛中进行；所述聚合反应的温度为60℃～150℃，反应压力为0.5MPa～2MPa，反应时间为0.25～12h。
5.根据权利要求4所述的一种低分子量聚碳酸环己撑酯的制备方法，其特征在于，所述聚合反应中，环氧环己烷的转化率为10％～90％。
6.根据权利要求1所述的一种低分子量聚碳酸环己撑酯的制备方法，其特征在于，S1中，所述粗产物为低分子量PCHC、未反应单体环氧
7.根据权利要求6所述的一种低分子量聚碳酸环己撑酯的制备方法，其特征在于，S2中，所述沉析是将粗产物和沉析剂混合后，在沉析釜中进行；所述沉析釜中设置降温装置。
8.根据权利要求7所述的一种低分子量聚碳酸环己撑酯的制备方法，其特征在于，所述沉析剂为水、甲醇和乙醇中的一种或多种组合。
9.一种低分子量聚碳酸环己撑酯，其特征在于，采用权利要求1～8中任意一项所述的制备方法制备得到；所述低分子量聚碳酸环己撑酯的数均分子量为1000～20000g/mol，多分散系数PDI为1.05～1.25。
10.权利要求9所述的一种低分子量聚碳酸环己撑酯的应用，其特征在于，所述低分子量聚碳酸环己撑酯与异氰酸酯反应制备聚碳酸酯型聚氨酯。
...【技术特征摘要】
1.一种低分子量聚碳酸环己撑酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低分子量聚碳酸环己撑酯的制备方法，其特征在于，s1中，所述环氧环己烷在使用前进行预处理；所述预处理的方式为吸附、精馏、膜分离中的一种或多种组合。
3.根据权利要求1所述的一种低分子量聚碳酸环己撑酯的制备方法，其特征在于，s1中，所述非金属催化剂为具有亲核亲电双功能的有机非金属催化剂；所述分子量调节剂为醇化合物、酸化合物、胺化合物、多元醇、多元羧酸或多元醇酸。
4.根据权利要求1所述的一种低分子量聚碳酸环己撑酯的制备方法，其特征在于，s1中，所述聚合反应是在二氧化碳气氛中进行；所述聚合反应的温度为60℃～150℃，反应压力为0.5mpa～2mpa，反应时间为0.25～12h。
5.根据权利要求4所述的一种低分子量聚碳酸环己撑酯的制备方法，其特征在于，所述聚合反应中，环氧环己烷的转化率为10％～...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘今乾，张城纲，伍广朋，贺雨晨，蔡萌，李鹏辉，杨旺财，
申请(专利权)人：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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