[發(fā)明專利]改進(jìn)的醇解方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310032229.9
• 申請(qǐng)日: 2013-01-28
• 公開（公告）號(hào): CN103224621A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇里·N·都拉伊;克萊夫·亞歷山大·漢密爾頓;孫群
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 因溫斯特北美公司
• 主分類號(hào): C08G65/331
• 分類號(hào): C08G65/331;C08G65/30;C07C43/13;C07C41/16
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 陳平

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求來自2012年1月26日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/591,016的優(yōu)先權(quán)權(quán)益。本申請(qǐng)通過引用臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/591,016在此以其全部?jī)?nèi)容結(jié)合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于醇解聚醚多元醇酯至聚醚多元醇的改進(jìn)的方法和裝置。更具體地，作為非限制性實(shí)例，本發(fā)明涉及聚四亞甲基醚二乙酸酯至聚四亞甲基醚二醇的甲醇醇解方法和裝置，例如，通過用C₁至C₄烷醇如甲醇和催化劑反應(yīng)蒸餾，所述催化劑具有式(R¹)₄NOR²，其中R¹選自由甲基、乙基以及它們的組合組成的組，并且R²選自由氫、甲基和乙基組成的組，所述催化劑如氫氧化四甲銨。

背景技術(shù)

聚四亞甲基醚二醇(PTMEG)眾所周知可用作在聚氨酯和其他彈性體中的柔性鏈段。該均聚物是化學(xué)工業(yè)中的商品，其廣泛用于與多官能化的聚氨酯和聚酯形成嵌段共聚物。PTMEG對(duì)聚氨酯彈性體和纖維賦予出色的動(dòng)力學(xué)性能。

已知在聚醚多元醇的制備中，一般地并且具體地，在其中使用乙酸和乙酸酐的四氫呋喃(THF)和/或THF與共聚單體的聚合中，中間體產(chǎn)物將含有必須隨后在最終使用之前轉(zhuǎn)化為羥基官能度的乙酸酯或其他端基。例如，美國(guó)專利號(hào)4,163,115公開了THF和/或THF與共聚單體使用含有磺酸基團(tuán)的氟化樹脂催化劑聚合為聚四亞甲基醚二酯，其中通過將酰基離子前體加入至反應(yīng)介質(zhì)調(diào)節(jié)分子量。該專利公開了乙酸酐和乙酸與固體酸催化劑組合使用。通過汽提出未反應(yīng)的THF和乙酸/乙酸酐用于再循環(huán)，分離聚合產(chǎn)物。所分離的產(chǎn)物是聚合四氫呋喃的二乙酸酯(PTMEA)，其必須轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的二羥基產(chǎn)物，即聚四亞甲基醚二醇(PTMEG)，以得到在大多數(shù)聚氨酯最終應(yīng)用中作為原材料的應(yīng)用。因此，使酯封端的聚四亞甲基醚與堿性催化劑和烷醇如甲醇反應(yīng)，以提供最終產(chǎn)物聚四亞甲基醚二醇和作為副產(chǎn)物的乙酸甲酯。

美國(guó)專利號(hào)4,230,892和4,584,414公開了一種用于將PTMEA轉(zhuǎn)化成PTMEG的方法，所述方法包括將聚四亞甲基醚二酯分別與1至4個(gè)碳的烷醇以及催化劑混合，所述催化劑為堿土金屬的氧化物、氫氧化物或醇鹽和堿金屬氫氧化物或醇鹽；使混合物達(dá)到其沸點(diǎn)并保持在該溫度，同時(shí)將形成的烷醇/烷基酯共沸物的蒸氣從反應(yīng)區(qū)連續(xù)地移除，直至轉(zhuǎn)化基本上完成；之后移除催化劑。當(dāng)在四級(jí)連續(xù)攪拌反應(yīng)器中進(jìn)行甲醇醇解時(shí)，在50℃使用CaO顯示未完全轉(zhuǎn)化。同樣，高催化劑水平是需要的，并且該方法不是能量有效率的，因?yàn)樾枰邿彷斎胍栽谒募?jí)反應(yīng)器中蒸氣化甲醇。此外，最終的產(chǎn)物PTMEG含有少量的未反應(yīng)的PTMEA，它在聚氨酯反應(yīng)中不是所希望的組分。

美國(guó)專利號(hào)5,852,218公開了反應(yīng)蒸餾，其中將聚醚多元醇的二酯如PTMEA，與有效量的至少一種堿金屬氧化物或堿土金屬氧化物、氫氧化物或醇鹽催化劑(例如，甲醇鈉)并且與C₁至C₄烷醇(例如，甲醇)一起進(jìn)料至蒸餾塔的頂部，同時(shí)向反應(yīng)蒸餾塔的底部加入熱烷醇蒸氣以向上沖掃由聚醚多元醇的二酯的醇解形成的任何烷醇酯。該方法可用于獲得在商業(yè)規(guī)模上的PTMEA至PTMEG的高水平轉(zhuǎn)化，其中來自蒸餾塔的頂部產(chǎn)物可進(jìn)行乙酸甲酯的共沸分離和烷醇如甲醇的再循環(huán)。

以上公開中都沒有教導(dǎo)用具有式(R¹)₄NOR²的催化劑使用反應(yīng)蒸餾的聚醚多元醇酯至聚醚多元醇的醇解，其中R¹選自由甲基、乙基以及它們的組合組成的組，并且R²選自由氫、甲基和乙基組成的組，所述催化劑如氫氧化四甲銨(TMAH)。更具體地，以上公開都沒有教導(dǎo)用甲醇和氫氧化四甲銨通過反應(yīng)蒸餾的聚四亞甲基醚二乙酸酯至聚四亞甲基醚二醇的甲醇醇解，這是本發(fā)明的一個(gè)重要實(shí)施方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于將聚醚多元醇的二酯如PTMEA轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的二羥基產(chǎn)物如聚四亞甲基醚二醇(PTMEG)的改進(jìn)的方法和裝置。本發(fā)明提供一種用于獲得基本上完全轉(zhuǎn)化以及沒有未反應(yīng)的或未轉(zhuǎn)化的PTMEA和烷醇酯副產(chǎn)物的PTMEG的回收的改進(jìn)方法和裝置。

本發(fā)明的實(shí)施方案包括一種用于將聚醚多元醇的二酯轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的二羥基聚醚多元醇的方法，所述方法包括以下步驟：