[發(fā)明專利]聚碳酸酯二醇的制備方法

有效

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• 申請日: 2014-05-05
• 公開（公告）號: CN103923307A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設計）人: 李亮
• 申請（專利權）人: 李亮
• 主分類號: C08G64/30
• 分類號: C08G64/30
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

技術領域

本發(fā)明屬于高分子材料技術領域，具體而言，涉及聚碳酸酯二醇的制備方法。

背景技術

已知聚碳酸酯二醇是，例如作為聚氨酯、熱塑性彈性體等的軟鏈段，耐水解性、耐光性、耐氧化劣化性、耐熱性等優(yōu)異的原材料。然而，由于以1,6-己二醇作為原料的聚碳酸酯二醇有結(jié)晶性，因此，使用該聚碳酸酯而出的聚氨酯具有柔軟性、彈性恢復率低的缺點。為了解決這些問題，公開了一種使用2種以上二元醇的脂肪族共聚碳酸酯二醇。其中，2-甲基.1，3-丙二醇為原料的聚碳酸酯二醇不具有結(jié)晶性，當將由上述的二醇與2-甲基。1，3-丙二醇一起進行共聚時，可獲得在柔軟性方面優(yōu)異的聚氨酯。特別是使用1,4-丁二醇的脂肪族共聚碳酸酯二醇作為能夠得到耐油酸性、耐氯性等耐化學藥品性優(yōu)異的熱塑性彈性體的聚碳酸酯二醇而受到關注。

其中，有人提出使用主原料為碳酸二乙酯，副原料(2-甲基1,3丙二醇、1,4丁二醇、1,5戊二醇、3-甲基1,5戊二醇、1,6-己二醇)其中一到二種，及乙酸鉛三水合物或四丁氧基鈦做觸媒做反應合成。

并使用設備為配備有加熱夾套和裝備有攪拌器和蒸餾裝置的反應器，蒸餾裝置由填塞有規(guī)則填料并具有5米的填料高度和理論塔板數(shù)為10個板的蒸餾柱、冷凝器、罐和回流泵組成。

具體實施如下：

配備有加熱夾套和裝備有攪拌器和蒸餾裝置的3m²SUS反應器中，所述蒸餾裝置由填塞有規(guī)則填料并具有5m的填料高度和理論塔板數(shù)為10個板的蒸餾桂、冷凝器、罐和回流泵組成，加入700kg2.甲基.1，3.丙二醇、701kg1，4.丁二醇和1369kg碳酸二乙酯。然后向其中加入0.14g四丁氧基鈦作為催化劑。通過將所述反應器的氣壓降低至1KPa和然后將氮氣引入以將壓力恢復到大氣壓，重復3次將所述反應器的內(nèi)部氣氛置換成氮氣。

通過使具有200至230℃溫度的加熱介質(zhì)通過所述夾套開始加熱，并將整個混合物在反應器內(nèi)溫為150℃下加熱2小時，同時將柱頂壓力調(diào)節(jié)到7至8KPa。在這場合，不進行從所述蒸餾柱的除去。

然后，將所述蒸餾柱的回流比設定為9。將柱頂壓力調(diào)節(jié)到7至1.5KPa，使得被除去的量為45至50kg/小時，并且使具有溫度為230至240℃的加熱介質(zhì)通過所述夾套，從而將整個混合物在反應器內(nèi)溫為150℃下加熱19小時。

之后，將所述蒸餾柱的回流比設定為1，將柱頂壓力調(diào)節(jié)到1.5至0.6kPa，使得被除去的量為200至300kg/小時，并且使具有溫度為240℃的加熱介質(zhì)通過所述夾套，從而將整個混合物在反應器內(nèi)溫為150至170℃下加熱3小時20分鐘。在這場合，在該反應產(chǎn)物中5-甲基一1，3一二氧雜環(huán)己-2-酮的含量測定為6.9重量百分數(shù)。

然后，將所述柱頂壓力調(diào)節(jié)到0.6至0.3KPa，并且使具有溫度為200℃的加熱介質(zhì)通過所述夾套，從而將整個混合物在反應器內(nèi)溫為

170至175℃下加熱160分鐘，同時不使用所述蒸餾柱將蒸餾組分全部除去。

通過該反應，獲得在常溫下的粘性液體。所形成的反應產(chǎn)物的OH值為54.3，并且共聚組成為2.甲基一1，3.丙二醇/1，4.丁二醇-43/57。在該反應產(chǎn)物中5.甲基.1，3-＝氧雜環(huán)己-2-酮的含量測定為1.3重量％。

由該配方和設備制出的聚碳酸酯二醇在耐油性、柔軟性、耐水性和耐候性的物理性質(zhì)的平衡方面是優(yōu)異的，而且該聚碳酸酯二醇是無定形的。

但是，上述方案中存在如下缺點：

主原料碳酸二乙酯原料成本價格高，不利于大范圍地推廣使用；觸媒乙酸鉛三水合物有神經(jīng)毒性，可能為人體致癌物；蒸餾裝置使用蒸餾塔，耗時長耗能量高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種聚碳酸酯二醇的制備方法，以達到降低成本的目的。

在本發(fā)明實施例提供了一種聚碳酸酯二醇的制備方法，由碳酸二甲酯和二醇類物質(zhì)通過聚合反應得到聚碳酸酯二醇，其中，氧化堿土金屬為觸媒。

其反應通式如下：

式(1)

通過本發(fā)明實施例提供的聚碳酸酯二醇的制備方法，使用的主原料為碳酸二甲酯，碳酸二甲酯的熔點和蒸汽壓和同類產(chǎn)品相比更低，便于生產(chǎn)應用；同時，具有優(yōu)良的溶解性能，其熔、沸點范圍窄，表面張力大，粘度低，介質(zhì)的界電常數(shù)小，同時具有較高的蒸發(fā)溫度和較快的蒸發(fā)速度。在制備聚碳酸酯二醇的過程中，配合設備改良，不但縮短了反應時間，而且原料成本低，每公斤碳酸二甲酯相比較碳酸二乙酯，其成本降低了4-8元，使得制造商的成本降低，有利于最終產(chǎn)品大范圍地推廣利用。