一種異壬醇聚氧乙烯醚的制備方法及其應用方法技術

本發明專利技術屬于精細化工合成領域，具體涉及一種異壬醇聚氧乙烯醚的制備方法及其應用方法。其技術要點如下：S1、將異構醇和雙金屬催化劑加到反應容器中，氮氣置換，攪拌升溫，抽真空脫水；S2、繼續升溫，通入環氧乙烷，攪拌升溫，待壓力和溫度恒定后，抽真空脫水；S3、持續升溫，再次通入環氧乙烷，直至反應容器內壓力下降、溫度升高，反應完成；S4、維持反應溫度，老化直至壓力不再下降，得到所述異壬醇聚氧乙烯醚；其中，雙金屬催化劑為Zn3[Co(CN)6]2。本發明專利技術通過少量的環氧混合物與起始劑反應，初產物的沸點提高，使產物能在更高的溫度下脫水，解決了起始劑沸點過低，無法脫水造成副產物含量過高的問題。問題。

【技術實現步驟摘要】
一種異壬醇聚氧乙烯醚的制備方法及其應用方法


[0001]本專利技術屬于精細化工合成領域，具體涉及一種異壬醇聚氧乙烯醚的制備方法及其應用方法。

技術介紹

[0002]脂肪醇聚氧乙烯醚是由脂肪醇和環氧乙烷在催化劑的作用，經過乙氧基化反應制得的聚合度不同的醇醚混合物。影響脂肪醇乙氧基話產物分子量分布的最重要因素是醇的性質和催化劑。當脂肪醇確定后，催化劑成為影響反應產物的主要因素。不同的催化劑催化作用得到的乙氧基化產物的分子量分布有很大不同。堿性催化劑催化得到的產物分子量分布較寬，游離醇較多。酸性催化劑催化得到的產物分子量分布較窄，但反應的副產物較多。此外，溫度對反應也有較大的影響，溫度太低，則反應無法正常進行，溫度過高，則容易產生太多的副產物。然而脂肪醇聚氧乙烯醚產物分子量分布寬窄直接影響到產品的應用。

技術實現思路

[0003]本專利技術的目的是提供一種異壬醇聚氧乙烯醚的制備方法，通過少量環氧混合物與起始劑反應，初產物的沸點提高，使產物能在更高溫度下脫水，解決了起始劑沸點過低，無法脫水造成副產物含量過高的問題；同時通過對雙金屬催化劑中兩種金屬含量的比值進行調控，使產物的實際聚合度更加接近于理論值，并使分子量分布更窄，賦予產物耐低溫和耐高溫的特性。
[0004]本專利技術的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：目前環氧乙烷開環聚合中，存在著大量的副反應，使合成的聚氧乙烯醚的相對分子質量分布較寬。在諸多造成副反應的因素中，水的存在是影響相對分子質量的主要因素：在催化劑的存在下，水可以作為引發劑與環氧乙烷單體反應，影響日標產物的相對分子質量，造成其相對分子質量分布變寬。對聚氧乙烯醚來說，相對分子質量分布是衡量其物理化學性能的一個重要的指標，窄分布的聚合物具有表面活性高和去污性能強等優點，這對于其在非離子表面活性劑方面的應用來說意義重大。
[0005]同時，在聚醚的研究中，對聚醚的分子結構的設計和控制越來越重要，而窄分布的聚合物更易進行分子設計和結構控制，得到符合設計的規整的日標產物聚醚，所以，制備窄分布聚氧乙烯醚的研究越來越重要。要制得窄分布的聚氧乙烯醚，必須盡量消除副反應，因此體系的除水至關重要。
[0006]對異壬醇為引發劑的引發體系來說，目前主要應用的除水方法主要是直接真空除水，本專利技術對傳統的引發方式中的脫水方法進行改進，脫水后加少量環氧乙烷單體聚合，制備出約1
?
2個聚合度的低聚物，然后提高溫度對這種短鏈引發體系真空脫水，這種二次真空脫水的工藝可以能顯著提高相對分子質量，相對分子質量分布變窄，提高產品性能。
[0007]本專利技術提供的一種異壬醇聚氧乙烯醚的制備方法，包括如下操作步驟：S1、將異構醇和雙金屬催化劑加到反應容器中，氮氣置換，攪拌升溫，抽真空脫水；
S2、繼續升溫，通入環氧乙烷，攪拌升溫，待壓力和溫度恒定后，抽真空脫水；S3、持續升溫，再次通入環氧乙烷，直至反應容器內壓力下降、溫度升高，反應完成；S4、維持反應溫度，老化直至壓力不再下降，得到所述異壬醇聚氧乙烯醚；其中，雙金屬催化劑為Zn3[Co(CN)6]2。
[0008]進一步的，Zn3[Co(CN)6]2的制備方法如下：將鈷氰化鉀水溶液加入到鋅鹽水溶液中，攪拌離心分離，漿化洗滌，干燥得到Zn3[Co(CN)6]2；其中，通過調控鈷氰化鉀和鋅鹽的加入量，調控Zn3[Co(CN)6]2中鈷和鋅的質量比。水溶性金屬鹽與鈷氰酸鹽反應形成沉淀;還有部分水溶性金屬鹽保留于催化劑組成中,與有機配體協同起助催化作用，因此它們實際上起著雙重作用，一方面作為陽離子參與反應形成鉆氰酸鹽沉淀Zn3[Co(CN)6]2；另一方面作為催化劑中不可少的重要組分。在DMC催化劑的制備過程中,沒有發生氧化還原反應,有機配體只是與Zn
2+
配位。
[0009]這種配位作用破壞了Zn3[Co(CN)6]2的晶體結構。有機配體與Zn
2+
配位后，Zn
2+
在催化劑表面富集，催化劑中的Cl
?
起到電中和的作用，研究了不同有機配體對DMC催化劑結構的影響及環氧丙烷聚合反應過程中催化劑的結構變化。
[0010]DMC催化劑中的活性結構和與氧配位的Zn
2+
有關，氧與鋅的配位數越高，催化劑的活性越好，鈷離子在DMC催化劑中起到了活化Zn
?
N鍵的作用，這種活化作用由鈷離子對氰基的強相互作用實現；在催化劑的激活過程中存在氧與鋅的加成反應，通過這種加成反應生成聚合反應真正的活化中心，該中心可能為5或6個氧原子配位的Zn
2+
。
[0011]隨著氯化鋅含量的增加，結晶程度降低. 說明氯化鋅過量能提高DMC催化劑的非結晶程度，對提高DMC催化劑活性有利，鐵氰化鉀與氯化鋅當量比為1∶4時，催化劑的活性最高。
[0012]進一步的，金屬氰化物水溶液是質量百分比為20~30%的鈷氰化鉀水溶液。
[0013]進一步的，鋅鹽水溶液是質量百分比為35%的氯化鋅水溶液。
[0014]進一步的，鋅鹽水溶液與金屬氰化物水溶液的質量比為（2:1）~（4:1）。在這個配比下，能夠獲得雙金屬催化劑中，鋅與鈷的比例為4~1的質量比，在這個質量比范圍中，能夠使異壬醇聚氧乙烯醚的聚合度更加趨近于5，從而獲得更好的活性。
[0015]進一步的，雙金屬催化劑Zn3[Co(CN)6]2的制備方法，具體操作如下：控制攪拌轉速為3500～5000r/min下，將金屬氰化物水溶液加入到金屬水溶液中，繼續攪拌40～60min，第一次離心分離，收集沉淀1；將得到的沉淀1用3～5倍沉淀1重量的醇類和去離子水將沉淀1漿化并洗滌，在3500r/min下攪拌30
?
40min后進行第二次離心分離，并收集沉淀2；重復上述的醇類有機配體水溶液將沉淀漿化并洗滌，在3500r/min下攪拌40min
?
60min，進行第三次離心分離，收集沉淀3；將沉淀3在真空條件下進行干燥處理，干燥數小時，即得到雙金屬氰化物絡合物催化劑。
[0016]進一步的，步驟S2中環氧乙烷的通入量為環氧乙烷總通入量的10%。
[0017]進一步的，雙金屬催化劑的加入量為反應器內物料總質量的0.01~0.03%。
[0018]進一步的，步驟S1中，反應器內溫度達到70~80℃時，開始抽真空脫水。
[0019]進一步的，步驟S2中，當溫度為100℃，反應器內壓力為0.3~0.4MPa，開始抽真空脫水。
[0020]進一步的，本專利技術提供的異壬醇聚氧乙烯醚的制備方法，具體包括如下操作步驟：S1、將異壬醇和催化劑加到反應釜中，進行氮氣置換，然后在攪拌下升溫，當釜內溫度達到70℃～80℃時，抽真空脫水40～60min；S2、將釜內溫度升到135℃時，緩慢通入少量環氧乙烷，控制環氧乙烷的進料速度，維持釜內壓力為0.3～0.4Mpa，反應完成后降溫至100℃，抽真空脫水40～60min；S3、升溫至130～140℃，緩本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種異壬醇聚氧乙烯醚的制備方法，其特征在于，包括如下操作步驟：S1、將異構醇和雙金屬催化劑加到反應容器中，氮氣置換，攪拌升溫，抽真空脫水；S2、繼續升溫，通入環氧乙烷，攪拌升溫，待壓力和溫度恒定后，抽真空脫水；S3、持續升溫，再次通入環氧乙烷，直至反應容器內壓力下降、溫度升高，反應完成；S4、維持反應溫度，老化直至壓力不再下降，得到所述異壬醇聚氧乙烯醚；其中，雙金屬催化劑為Zn3[Co(CN)6]2。2.根據權利要求1所述的一種異壬醇聚氧乙烯醚的制備方法，其特征在于，所述Zn3[Co(CN)6]2的制備方法如下：將鈷氰化鉀水溶液加入到鋅鹽水溶液中，加入螯合劑，攪拌離心分離，漿化洗滌，干燥得到Zn3[Co(CN)6]2；其中，通過調控鈷氰化鉀和鋅鹽的加入量，調控Zn3[Co(CN)6]2中鈷和鋅的質量比。3.根據權利要求2所述的一種異壬醇聚氧乙烯醚的制備方法，其特征在于，所述金屬氰化物水溶液是質量百分比為20~30%的鈷氰化鉀水溶液。4.根據權利要求2所述的一種異壬醇聚氧乙烯醚的制備方法，其特征在于，所述鋅鹽水溶液是質量百分比為35%的氯化鋅水溶液。5.根據權利要求2所述的一種...

【專利技術屬性】
技術研發人員：錢俊峰，胥梓晨，孫中華，韋梅俊，何明陽，陳群，
申請(專利權)人：常州大學，
類型：發明
國別省市：