一种合成聚醚胺的方法

文档序号:1443937 发布日期:2020-02-18 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 一种合成聚醚胺的方法 (Method for synthesizing polyether amine ) 是由 赵世聪 余江 王胜利 向松柏 金凌熠 于 2019-12-06 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种合成聚醚胺的方法,属于有机高分子合成技术领域。该合成聚醚胺的方法以多官能团醇为起始剂,加入环氧烷烃在催化剂作用下进行聚合反应,合成聚醚多元醇;加入酯化剂与聚醚多元醇的末端羟基进行酯化反应,得到酯化物;将所得酯化物与胺化剂进行胺化反应,得到聚醚胺。本发明的合成方法反应条件温和、副产物少,反应周期短、后处理方便,所得聚醚胺转化率较高,伯胺选择性高,所得的聚醚胺的活性高、适用范围广。(The invention discloses a method for synthesizing polyether amine, belonging to the technical field of organic polymer synthesis. The method for synthesizing polyether amine takes polyfunctional alcohol as an initiator, and adds alkylene oxide to carry out polymerization reaction under the action of a catalyst to synthesize polyether polyol; adding an esterifying agent to carry out esterification reaction with the terminal hydroxyl of the polyether polyol to obtain an esterified substance; and carrying out amination reaction on the obtained esterified substance and an amination agent to obtain the polyether amine. The synthesis method disclosed by the invention is mild in reaction conditions, few in byproducts, short in reaction period, convenient in post-treatment, higher in conversion rate of the obtained polyether amine, high in primary amine selectivity, high in activity of the obtained polyether amine and wide in application range.)

一种合成聚醚胺的方法

技术领域

本发明涉及有机高分子合成技术领域,具体涉及一种合成聚醚胺的方法。

背景技术

聚醚胺(PEA)又称端氨基聚醚(Amine-Terminated Polyethers),是一类以聚氧化烷基结构为主链,以末端的胺基为活性官能团的化合物。由于聚醚胺末端的胺基氢相较于聚醚末端的羟基氢具有更强的反应活性,使其能够与多种化合物进行反应,大大拓宽了聚醚胺在工业领域的应用范围。根据胺基基团中氢原子被取代的个数,聚醚胺又可分为伯胺聚醚胺和仲胺聚醚胺,工业上常见的聚醚胺是聚环氧乙烷二胺、聚环氧丙烷二胺、聚环氧乙烷/聚环氧丙烷二胺等伯胺聚醚胺。选择不同的聚氧化烷基结构,胺化后的反应活性、韧性、粘度及亲水性等性能也随之改变。目前商业化的聚醚胺包括单官能、双官能和三官能,分子量从230到5000的一系列产品,因以其优越的性能,被广泛应用于环氧树脂固化剂、聚氨酯(聚脲)工业以及汽油清净分散剂等领域。国内对于聚醚胺的研发起步较晚,无论从产品规格、数量还是质量上与国外相比均有较大差距,聚醚胺的进口价格昂贵。因此,开发拥有自主知识产权的聚醚胺生产技术,简化工艺路线,研发新型的催化剂品种,温和反应条件,降低成本,提高质量,有利于聚醚胺产品在我国的广泛应用,加快我国聚氨酯和聚脲产业的发展。

目前工业上合成聚醚胺最常用的方法是催化还原胺化法,也是研究最多、工艺路线最成熟的合成聚醚胺的方法。其实质是将聚醚、氨和氢气的混合物在一定温度、压力及催化剂存在下直接进行临氢催化还原胺化生产聚醚胺。整个反应历程包括了醇的脱氢、醛的加成胺化、羟基胺的脱水、烯亚胺的加氢还原成胺等步骤(机理见式Ⅰ)。催化还原胺化法虽然工艺路线简单成熟,产品具有较高转化率和伯胺选择性,但其需要高温(200℃以上)高压(10~15MPa)的反应条件,影响产品色泽,工艺对设备的要求较高,设备投资较大,成本较高,存在着一定的安全隐患,而且催化剂的制备工艺相当繁杂,催化剂催化效率低,容易破碎失活,影响产率。

Figure BDA0002307227860000021

除了催化还原胺化法,其他合成聚醚胺的方法还有光气法、水解法、硝基封端法等。

其中,光气法是将聚醚多元醇与光气反应,然后生成的聚醚氯甲酸酯再与二元胺进行反应,即可得到含有氨基甲酸酯基的聚醚胺(机理见式Ⅱ)。用光气法制备聚醚胺,虽然设备简单,成本低,但添加的试剂光气为高毒物质,而且反应过程中副反应较多,成品聚醚胺中所含有的杂质较多,且不易分离,导致聚醚胺转化率较低,伯胺选择性低,色泽偏高。

Figure BDA0002307227860000022

水解法是将聚醚多元醇与异氰酸酯反应形成的预聚体在碱性条件下生成氨基甲酸基的中间体,最后加热分解得到聚醚胺(机理见式Ⅲ)。用水解法制备聚醚胺,在分子链末端形成了氨基甲酸盐基团,抑制了聚脲的形成,但异氰酸酯也是高毒物质,且必须在低温碱性条件下进行,由于反应过程中存在着少量扩链反应且产物中有氨基甲酸盐基团存在,使得所得聚醚胺的粘度远远大于起始的聚醚多元醇的粘度。

Figure BDA0002307227860000031

硝基封端法是在强碱(例如NaOH)和极性溶剂(例如DMSO)存在下,用氯代硝基苯与聚醚多元醇反应,然后再对硝基封端的中间体进行还原,得到聚醚胺产品(机理见式Ⅳ)。该反应所制得的聚醚胺粘度较低,但氯代硝基苯也是高毒物质,且聚醚胺与极性溶剂相容性较好,不易分离,导致产率下降,色泽偏高。

Figure BDA0002307227860000032

以上三种方法都是先用活泼基团与聚醚多元醇羟基上的氢进行反应得到中间体,再后处理得到聚醚胺产品。但它们都存在着所添加的试剂有毒、污染环境且不易购置的缺点,尤其是副反应较多,产生的副产物也较多,降低了聚醚的转化率,而且在后处理过程中需要加入大量的酸或碱进行中和,生成大量的无机盐,鉴于目标产物聚醚胺与无机盐的相容性,必然为产物的分离带来不便。

综合上述常用的合成聚醚胺的方法,都存在着明显的缺陷。鉴于此,十分有必要研发一种合成聚醚胺的新方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种合成聚醚胺的方法,该方法反应条件温和、副产物少,反应周期短、后处理方便,所得聚醚胺转化率较高,伯胺选择性高,所得的聚醚胺的活性高、适用范围广。

为解决上述问题,本发明所采用的技术方案如下:

一种合成聚醚胺的方法,其是以多官能团醇为起始剂,加入环氧烷烃进行聚合反应,合成聚醚多元醇;加入酯化剂与聚醚多元醇的末端羟基进行酯化反应,得到酯化物;将所得酯化物与胺化剂进行胺化反应,得到聚醚胺。

具体地,上述合成聚醚胺的方法包括以下步骤:

S1、聚合反应:以多官能团醇为起始剂,加入环氧烷烃,在第一催化剂下于140~150℃中合成聚醚多元醇;

S2、酯化反应:向聚醚多元醇中加入酯化剂,在第二催化剂下于30~80℃的酯化温度中反应,合成酯化物;

S3、胺化反应:向酯化物中加入胺化剂,在第二催化剂下于100~140℃的胺化温度中反应,得到聚醚胺。

作为本发明优选的实施方式,所述聚合反应中,多官能团醇与环氧烷烃的摩尔比为1:3~1:20。

优选地,所述多官能团醇为甲醇、乙二醇或丙二醇中的一种;所述环氧烷烃为环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)或两者的混合物。

优选地,所述第一催化剂的加入量为多官能团醇与环氧烷烃总质量的6‰~8‰;所述第一催化剂为氢氧化钾或氢氧化钠。

作为本发明优选的实施方式,所述酯化反应中,聚醚多元醇与酯化剂的摩尔比为1:1.05~1:2.20。

优选地,所述酯化剂为乙酰乙酸、乙酸酐、甲磺酰氯或双乙烯酮中的一种。

优选地,所述第二催化剂的加入量为聚醚多元醇和酯化剂总质量的1.0%~1.5%;所述第二催化剂为浓硫酸、吡啶或三乙胺。

作为本发明优选的实施方式,所述胺化反应中,酯化物与胺化剂的摩尔比为1:6~1:12。

优选地,所述胺化剂为液氨、乙二胺或二元伯胺中的一种。

相比现有技术,本发明的有益效果在于:

(1)与催化胺化法相比较,本发明通过添加酯化剂与聚醚多元醇末端的活泼羟基进行酯化反应,然后对所得酯化物进行胺化得到聚醚胺,大大降低了反应的活化能,不需要高温高压条件、反应条件温和,对设备的要求降低、更加安全;而且无需复杂的负载型金属催化剂,节省了制备催化剂的时间和成本,同时解决了因催化剂金属流失而导致聚醚胺产品色泽升高的难题;另外,后处理过程简单方便,降低了处理大量未反应的液氨和氢气的能耗,节约成本。

(2)与光气法、水解法和硝基封端法等方法相比,本发明合成过程中所添加的试剂毒性较小,反应步骤简单,合成反应条件易于控制,同时副反应较少,副产物也较少,后处理过程中分离比较方便,因此产品的色泽较低,转化率较高,伯胺选择性也较高。

(3)当胺化剂为乙二胺或二元伯胺时,胺化反应不需要催化剂,可以非常灵活地选择聚醚两端的氨基种类,从而使得所得到的聚醚胺具有更高的活性以及更广的用途。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

一种合成聚醚胺的方法,其是以多官能团醇为起始剂,加入环氧烷烃进行聚合反应,合成聚醚多元醇;加入酯化剂与聚醚多元醇的末端羟基进行酯化反应,得到酯化物;将所得酯化物与胺化剂进行胺化反应,得到聚醚胺。该方法具体包括以下步骤:

S1、聚合反应:以多官能团醇为起始剂,按多官能团醇与环氧烷烃的摩尔比为1:3~1:20的比例加入环氧烷烃,在第一催化剂下于140~150℃中合成聚醚多元醇;其中,第一催化剂的加入量为多官能团醇与环氧烷烃总质量的6‰~8‰;

S2、酯化反应:向聚醚多元醇中加入酯化剂,在第二催化剂下于30~80℃的酯化温度中反应,合成酯化物;其中,所述第二催化剂的加入量为聚醚多元醇和酯化剂总质量的1.0%~1.5%;

S3、胺化反应:按酯化物与胺化剂的摩尔比为1:6~1:12的比例向酯化物中加入胺化剂,在第二催化剂下于100~140℃的胺化温度中反应,得到聚醚胺。

上述方法中,聚合反应中所述的多官能团醇为甲醇、乙二醇或丙二醇中的一种,所述的环氧烷烃为环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)或两者的混合物,所述第一催化剂为氢氧化钾或氢氧化钠。酯化反应中所添加的酯化剂为乙酰乙酸、乙酸酐、甲磺酰氯或双乙烯酮中的一种,甲醇聚醚与上述酯化剂的摩尔比为1:1.05~1:1.10,乙二醇聚醚或丙二醇聚醚与乙酸酐的摩尔比为1:1.05~1:1.10,乙二醇聚醚或丙二醇聚醚与乙酰乙酸、甲磺酰氯和双乙烯酮的摩尔比为1:2.10~1:2.20,所述第二催化剂为浓硫酸、吡啶或三乙胺。胺化反应中所述胺化剂为液氨、乙二胺或二元伯胺中的一种;当胺化剂为液氨时,需要添加第三催化剂进行胺化反应,第三催化剂为甲醇钠。

下述实施例中,羟值的测定方法参照GB/T 12008.3-2009,并推算出分子量。总胺值的测定方法采用0.5mol/L的盐酸溶液对产品进行滴定,通过消耗的盐酸体积数即可计算出产品的总胺值。按照式(1)计算胺化转化率:

胺化转化率=总胺值/羟值×100% (1)。

实施例1:

Figure BDA0002307227860000071

一种合成聚醚胺的方法,具体包括以下步骤:

S1、乙二醇聚氧乙烯(10)醚的制备:向搪玻璃反应釜中抽入1mol质量为62g的乙二醇,并抽入含有4.0g KOH的水溶液,抽料完毕,关闭真空阀。置换N2三次,真空度≥-0.098MPa,置换压力≥0.02MPa。置换N2完毕,缓慢升温,温度控制在105±2℃,脱水1.0h。脱水完毕后升温到120℃以上试加10mol质量为440g的EO,控制反应温度145-150℃,压力≤0.30Mpa。反应结束后降温至100℃脱气,放料即可得到乙二醇聚氧乙烯(10)醚粗品。

S2、聚醚乙酰乙酸酯的制备:将步骤S1中所制得的乙二醇聚氧乙烯(10)醚1mol,约500g,加入到搅拌反应釜中,加入2.2mol质量约为224.5g的乙酰乙酸,在浓硫酸催化下于60-70℃下进行酯化反应约3h,产物经旋蒸、中和、过滤即可得到聚醚乙酰乙酸酯。

S3、端氨基乙二醇聚氧乙烯醚的制备:将步骤S2中所制得的聚醚乙酰乙酸酯1mol,约670g,加入到搅拌反应釜中,加入约10mol约170g的液氨,在甲醇钠催化下升温至130℃进行胺化反应,反应5-6h后出料,进行后处理,得到聚醚胺产品,转化率可达97.0%,伯胺选择性可达98.0%。

本实施例中三步反应的化学方程式如式Ⅴ所示。

实施例2:

本实施例的制备方法与实施例1相同,与实施例1的区别在于EO的加入量不同,各添加试剂的量也随着EO的变化而变化,具体见表1。

表1不同规格的端氨基乙二醇聚氧乙烯醚

Figure BDA0002307227860000081

由表1可以看出,当起始剂乙二醇与EO的摩尔比为1:3-1:20的范围内时,所制得的聚醚胺的转化率都大于96%,伯胺选择性都大于97%,并且随着分子量的增大,转化率和伯胺选择性逐渐降低,因此,本发明的方法更适合用于合成小分子量的聚醚胺产品。

实施例3:

一种合成聚醚胺的方法,具体包括以下步骤:

Figure BDA0002307227860000091

S1、丙二醇聚氧丙烯(10)醚的制备:向搪玻璃反应釜中抽入1mol质量为76g的1,2-丙二醇,并抽入含有5.3g NaOH的水溶液,抽料完毕,关闭真空阀。置换N2三次,真空度≥-0.098MPa,置换压力≥0.02MPa。置换N2完毕,缓慢升温,温度控制在105±2℃,脱水1.0h。脱水完毕后升温到120℃以上试加10mol,质量为580g的PO,控制反应温度145-150℃,压力≤0.30Mpa。反应结束后降温至100℃脱气,放料即可得到丙二醇聚氧丙烯(10)醚粗品。

S2、聚醚乙酸酯的制备:将步骤S1中所制备的丙二醇聚氧丙烯(10)醚1mol,约656g,加入到搅拌反应釜中,加入1.1mol质量约为112.2g的乙酸酐,加入吡啶催化剂,在50-60℃下回流反应约4h,产物经旋蒸、中和、过滤即可得到聚醚乙酸酯。

S3、端氨基丙二醇聚氧丙烯(10)醚的制备:将步骤S2中所制备聚醚乙酸酯1mol,约820g,加入到搅拌反应釜中,加入约12mol约200g的液氨,在甲醇钠催化下升温至140℃进行胺化反应,反应5-6h后出料,进行后处理,得到聚醚胺产品,转化率可达96.0%,伯胺选择性可达97.5%。

本实施例中三步反应的化学方程式如式Ⅵ所示。

实施例4:

本实施例的制备方法与实施例3相同,与实施例3的区别在于PO的加入量不同,各添加试剂的量也随着PO的变化而变化,具体见表2。

表2不同规格的端氨基丙二醇聚氧丙烯醚

Figure BDA0002307227860000101

从表2中可以看出,当起始剂丙二醇与PO的摩尔比为1:3-1:15的范围内时,所制得的聚醚胺的转化率都大于94%,伯胺选择性都大于96%,并且随着分子量的增大,转化率和伯胺选择性逐渐降低。

实施例5:

一种合成聚醚胺的方法,具体包括以下步骤:

S1、甲醇聚氧乙烯(10)醚的制备:向搪玻璃反应釜中抽入1mol质量为32g的甲醇,并抽入含有3.78g KOH的水溶液,抽料完毕,关闭真空阀。置换N2三次,真空度≥-0.098MPa,置换压力≥0.02MPa。置换N2完毕,缓慢升温,温度控制在105±2℃,脱水1.0h。脱水完毕后升温到120℃以上试加10mol质量为440g的EO,控制反应温度145-150℃,压力≤0.30Mpa。反应结束后降温至100℃脱气,放料即可得到甲醇聚氧乙烯(10)醚粗品。

S2、聚醚甲磺酸酯的制备:将步骤S1中所制备甲醇聚氧乙烯(10)醚1mol,约470g,加入到搅拌反应釜中,加入1.1mol质量约为126g的甲磺酰氯,在吡啶催化下于30-40℃下进行酯化反应约4h,处理收集可得到聚醚甲磺酸酯。

S3、端氨基甲醇聚氧乙烯醚的制备:将步骤S2中所制备聚醚甲磺酸酯1mol,约560g,加入到搅拌反应釜中,加入约8mol约480g的乙二胺,无需添加催化剂,直接升温至120℃进行胺化反应,反应8h后出料,进行后处理,得到聚醚胺产品,转化率可达97.5%,伯胺选择性可达98.0%,色泽为35(Pt-Co)。

本实施例中三步反应的化学方程式如式Ⅶ所示。

Figure BDA0002307227860000111

实施例6:

本实施例的制备方法与实施例5相同,与实施例5的区别在于EO的加入量不同,各添加试剂的量也随着EO的变化而变化,具体见表3。

表3不同规格的端氨基甲醇聚氧乙烯醚

Figure BDA0002307227860000121

从表3中可以看出,当起始剂甲醇与EO的摩尔比为1:3-1:20的范围内时,所制得的聚醚胺的转化率都大于97%,伯胺选择性都大于97.5%,转化率和伯胺选择性随着分子量的大小变化趋势不大。

实施例7:

一种合成聚醚胺的方法,具体包括以下步骤:

S1、乙二醇聚氧乙烯(5)聚氧丙烯(5)醚的制备:向搪玻璃反应釜中抽入1mol质量为62g的乙二醇,并抽入含有4.58g KOH的水溶液,抽料完毕,关闭真空阀。置换N2三次,真空度≥-0.098MPa,置换压力≥0.02MPa。置换N2完毕,缓慢升温,温度控制在105±2℃,脱水1.0h。脱水完毕后升温到120℃以上试加5mol质量为220g的EO和5mol质量为290g的PO,控制反应温度145-150℃,压力≤0.30Mpa。反应结束后降温至100℃脱气,放料即可得到乙二醇聚氧乙烯(5)聚氧丙烯(5)醚粗品。

S2、聚醚乙酰乙酸酯的制备:将步骤S1中所制备的乙二醇聚氧乙烯(5)聚氧丙烯(5)醚1mol,约570g,加入到搅拌反应釜中,加入2.2mol质量约为185g的双烯酮,在三乙胺催化下于50-60℃下进行酯化反应约4h,产物经旋蒸、中和、过滤即可得到聚醚乙酰乙酸酯。

S3、端氨基乙二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制备:将步骤S2中所制备聚醚乙酰乙酸酯1mol,约720g,加入到搅拌反应釜中,加入约8mol约480g的乙二胺,无需添加催化剂,直接升温至110℃进行胺化反应,反应6h后出料,进行后处理,得到聚醚胺产品,转化率可达97.0%,伯胺选择性可达97.5%。

本实施例中三步反应的化学方程式如式Ⅷ所示。

实施例8:

本实施例的制备方法与实施例7相同,与实施例7的区别在于EO和PO的加入量不同,各添加试剂的量也随着EO和PO的变化而变化,具体见表4。

表4不同规格的端氨基乙二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚

Figure BDA0002307227860000141

从表4中可以看出,当起始剂乙二醇与EO、PO的摩尔比为1:2:2-1:10:10的范围内时,所制得的聚醚胺的转化率都大于96%,伯胺选择性都大于97%。

实施例9:

一种合成聚醚胺的方法,具体包括以下步骤:

S1、甲醇聚氧丙烯(10)醚的制备:向搪玻璃反应釜中抽入1mol质量为32g的甲醇,并抽入含有3.78g KOH的水溶液,抽料完毕,关闭真空阀。置换N2三次,真空度≥-0.098MPa,置换压力≥0.02MPa。置换N2完毕,缓慢升温,温度控制在105±2℃,脱水1.0h。脱水完毕后升温到120℃以上试加10mol质量为580g的EO,控制反应温度145-150℃,压力≤0.30Mpa。反应结束后降温至100℃脱气,放料即可得到甲醇聚氧丙烯(10)醚粗品。

S2、聚醚乙酰乙酸酯的制备:将步骤S1中所制备甲醇聚氧丙烯(10)醚1mol,约610g,加入到搅拌反应釜中,加入1.1mol质量约为112g的乙酰乙酸,在浓硫酸催化下于30-40℃下进行酯化反应约4h,处理收集可得到聚醚乙酰乙酸酯。

S3、端氨基甲醇聚氧丙烯醚的制备:将步骤S2中所制备聚醚乙酰乙酸酯1mol,约704g,加入到搅拌反应釜中,加入约8mol约705g的1,4-丁二胺,无需添加催化剂,直接升温至120℃进行胺化反应,反应8h后出料,进行后处理,得到聚醚胺产品,转化率可达97.5%,伯胺选择性可达97.5%。

本实施例中三步反应的化学方程式如式Ⅸ所示。

Figure BDA0002307227860000151

通过以上实施例2、实施例4、实施例6、实施例8等对比可以看出,以甲醇等单官能团为起始剂制备聚醚胺的转化率大于以乙二醇、丙二醇等多官能团的转化率。当酯化剂为甲磺酰氯或乙酸酐时,酯化反应容易进行,而且最终所得的聚醚胺产率较高,以乙酰乙酸和双烯酮为酯化剂时,效果相差不大。胺化反应时选择乙二胺或二元伯胺作为胺化剂,与液氨相比,胺化温度更低,胺化环境更加温和,而且无需催化剂。

对比例1:

采用直接催化胺化法合成聚醚胺,具体包括以下步骤:

S1、甲醇聚氧乙烯(10)醚的制备:向搪玻璃反应釜中抽入1mol质量为32g的甲醇,并抽入含有3.78g KOH的水溶液,抽料完毕,关闭真空阀。置换N2三次,真空度≥-0.098MPa,置换压力≥0.02MPa。置换N2完毕,缓慢升温,温度控制在105±2℃,脱水1.0h。脱水完毕后升温到120℃以上试加10mol质量为440g的EO,控制反应温度145-150℃,压力≤0.30Mpa。反应结束后降温至100℃脱气,放料即可得到甲醇聚氧乙烯(10)醚粗品。

S2、催化剂的制备:称取一定量平均孔径3-5nm的球形γ-Al2O3,浸入到一定量的硝酸铜、硝酸铬和硝酸镍的金属溶液中,加热搅拌,充分吸附平衡后烘干,在马弗炉360℃中焙烧4h,冷却降温后在氢气氛围下还原得到负载型金属催化剂。

S3、端氨基甲醇聚氧丙烯醚的制备:将已经制备好的催化剂预先加入到反应釜中,抽真空投入一定量聚醚原料,置氮3次,关闭阀门。将反应釜与液氨储罐连接,开启冷却装置,将一定量的液氨缓慢压入反应釜内。充入一定量的氢气使釜内具有1.5MPa的初始压力。开启搅拌并升温至220℃,在13MPa压力下进行胺化反应,并保温8h。反应结束后,降温,收集聚醚胺粗产品,并对其进行后处理,得到聚醚胺产物。转化率为94.5%,伯胺选择性96.5%,色泽为40(Pt-Co)。

对比例2:

采用光气法合成聚醚胺,具体包括以下步骤:

S1、甲醇聚氧乙烯(10)醚的制备:向搪玻璃反应釜中抽入1mol质量为32g的甲醇,并抽入含有3.78g KOH的水溶液,抽料完毕,关闭真空阀。置换N2三次,真空度≥-0.098MPa,置换压力≥0.02MPa。置换N2完毕,缓慢升温,温度控制在105±2℃,脱水1.0h。脱水完毕后升温到120℃以上试加10mol质量为440g的EO,控制反应温度145-150℃,压力≤0.30Mpa。反应结束后降温至100℃脱气,放料即可得到甲醇聚氧乙烯(10)醚粗品。

S2、聚醚氯甲酸酯的制备:将步骤S1中所制备甲醇聚氧乙烯(10)醚1mol,约470g,加入到搅拌反应釜中,通入1.1mol质量约为148g的光气,在0℃下合成聚醚氯甲酸酯。

S3、端氨基甲醇聚氧丙烯醚的制备:将步骤S2中所制备的聚醚氯甲酸酯1mol,约580g,加入到搅拌反应釜中,加入约8mol约480g的乙二胺,在三乙胺为催化剂的条件下,升温至100℃进行胺化反应,反应6h后出料,进行后处理,得到含有氨基甲酸酯基的聚醚胺产品,转化率为90.0%,伯胺选择性为88.5%,色泽为60(Pt-Co)。

对比例3:

采用水解法合成聚醚胺,具体包括以下步骤:

S1、甲醇聚氧乙烯(10)醚的制备:向搪玻璃反应釜中抽入1mol质量为32g的甲醇,并抽入含有3.78g KOH的水溶液,抽料完毕,关闭真空阀。置换N2三次,真空度≥-0.098MPa,置换压力≥0.02MPa。置换N2完毕,缓慢升温,温度控制在105±2℃,脱水1.0h。脱水完毕后升温到120℃以上试加10mol质量为440g的EO,控制反应温度145-150℃,压力≤0.30Mpa。反应结束后降温至100℃脱气,放料即可得到甲醇聚氧乙烯(10)醚粗品。

S2、氨基甲酸基聚醚中间体的制备:将步骤S1中所制备甲醇聚氧乙烯(10)醚1mol,约470g,加入到搅拌反应釜中,通入1.2mol质量约为210g的甲苯二异氰酸酯(TDI),在碱性水溶液中于18℃-20℃下生成含有氨基甲酸的中间体。

S3、端氨基甲醇聚氧丙烯醚的制备:将步骤S2中所制备的氨基甲酸基聚醚中间体1mol,约680g,加入到搅拌反应釜中,升温至150℃,使端氨基甲酸基团分解,形成氨基,并释放出二氧化碳,得到含有氨基甲酸基团的聚醚胺产品,转化率为90.0%,伯胺选择性为90.5%,色泽为65(Pt-Co)。

对比例4:

采用硝基封端法合成聚醚胺,具体包括以下步骤:

S1、甲醇聚氧乙烯(10)醚的制备:向搪玻璃反应釜中抽入1mol质量为32g的甲醇,并抽入含有3.78g KOH的水溶液,抽料完毕,关闭真空阀。置换N2三次,真空度≥-0.098MPa,置换压力≥0.02MPa。置换N2完毕,缓慢升温,温度控制在105±2℃,脱水1.0h。脱水完毕后升温到120℃以上试加10mol质量为440g的EO,控制反应温度145-150℃,压力≤0.30Mpa。反应结束后降温至100℃脱气,放料即可得到甲醇聚氧乙烯(10)醚粗品。

S2、硝基封端聚醚中间体的制备:将步骤S1中所制备甲醇聚氧乙烯(10)醚1mol,约470g,加入到搅拌反应釜中,通入1.2mol质量约为189g的氯代硝基苯,在NaOH和DMSO存在下中于30℃-40℃下反应生成硝基封端的中间体。

S3、端氨基甲醇聚氧丙烯醚的制备:将步骤S2中所制备的硝基封端中间体1mol,约620g,加入到搅拌反应釜中,用氢气在催化剂存在下对封端的硝基进行还原,得到端氨基聚醚,转化率为88.0%,伯胺选择性为93.5%,色泽为65(Pt-Co)。

通过实施例5与对比例1、2、3、4对比可以看出,采用本方法制备的聚醚胺不仅转化率高,伯胺选择性高,而且色泽较低,产品质量高。

综上所述,本发明所述的合成聚醚胺的方法反应条件温和、易于控制、副产物少,制备成本低,反应周期短、后处理方便,所得聚醚胺转化率较高、伯胺选择性高、产品色泽低,可以非常灵活地选择聚醚两端的氨基种类,从而使得所得到的聚醚胺具有更高的活性以及更广的用途。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

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