[發明專利]聚碳酸酯二元醇及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110938355.5
• 申請日: 2021-08-16
• 公開（公告）號: CN113637150B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 許陽賓;楊武彬;黃紹源;陳永強
• 申請（專利權）人: 佛山市中天融新材料科技有限公司
• 主分類號: C08G64/30
• 分類號: C08G64/30;C08G18/44
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 齊鍵

本發明公開了一種聚碳酸酯二元醇及其制備方法和應用，該制備方法包括以下步驟：S1：將二元醇和碳酸二甲酯混合反應，并蒸餾出碳酸二甲酯和甲醇的共混物；S2：將所述的共混物冷卻，析出碳酸二甲酯晶體，將所述的碳酸二甲酯晶體加入步驟S1中；S3：重復上述步驟，蒸餾得到聚碳酸酯二元醇。本發明通過將蒸餾出的碳酸二甲酯和甲醇混合物提純分離后，再將提純后的碳酸二甲酯以原料的形式投入到反應釜中，可以通過控制原料投料比而實現精確控制制備的聚碳酸酯二元醇的分子量和羥值，相對于傳統制備工藝而言，采用本發明中的方法可以減小原料碳酸二甲酯的總投入量，反應體系穩定，成本低且效率高。

技術領域

本發明涉及化工技術領域，具體涉及聚碳酸酯二元醇及其制備方法和應用。

背景技術

聚碳酸酯二元醇是一種綜合性能優異的聚酯多元醇，兼具聚酯多元醇和聚醚多元醇的性能優點，是合成聚氨酯材料的高端原料，廣泛應用于彈性體、膠黏劑和涂料等領域。

酯交換法制備聚碳酸酯二元醇的路線是基于小分子碳酸酯和小分子二元醇發生酯交換反應。小分子碳酸酯的羰基進入產物，兩側基團轉化為副產物，從反應體系中脫去。以碳酸二甲酯為例，會脫去兩分子甲醇。酯交換反應為可逆反應，為了加快反應朝著正向(產物生成方向)進行，工業上采取的是將副產物甲醇脫去，從而達到加快反應的目的。

酯交換法生產聚碳酸酯二元醇工藝需要較高的反應溫度，由于小分子原料碳酸酯沸點較低，原料碳酸酯會因為較高的反應溫度而氣化，并與副產物甲醇以共沸物的形式餾出。因此，需要把小分子碳酸酯、副產物甲醇及其他化合物的混合物通過精餾柱精餾分離。其中，原料多元醇和產物的沸點較高，在精餾中可以輕易分離回流到反應釜中。因此，工業上通常采出餾分為碳酸酯和副產物甲醇的混合物。例如使用碳酸二甲酯時，副產物甲醇與原料碳酸二甲酯共沸，塔頂采出物為共沸混合物。在常壓下最低恒沸物的碳酸二甲酯/甲醇共沸物質量組成比例約為3:7。

在以酯交換法生產特定分子量(如1000或2000)的聚碳酸酯二元醇時，或者采用工業上常用的描述產出特定羥值(如112mgKOH/g或56mgKOH/g)的產品時，需要精確控制原料二元醇與碳酸二甲酯的計量比例。在生產過程中，常用加壓提升反應溫度、減壓盡快蒸出副產物的方式，以達到促進反應更快進行的目的。然而，無論是加壓或者減壓，原料碳酸二甲酯都會與副產物甲醇以共沸的形式損失，這會嚴重造成實際參與反應的碳酸二甲酯的量與化學計量預定的碳酸二甲酯總量之間存在較大差距，繼而嚴重影響產物的分子量(羥值)，不利于工業化生產特定分子量或特定羥值的聚碳酸酯二元醇。

目前，在工業生產過程中，常采取高于化學計量預定量的碳酸二甲酯參與酯交換生產(采用1.2倍化學計量預定量的碳酸二甲酯)，多余的碳酸二甲酯會與副產物甲醇共沸餾出，剩余的碳酸二甲酯與二元醇以化學計量預定量的形式生成聚碳酸酯二元醇。然而，這種生產工藝在增加了原料成本的同時，還需要非常精確地控制反應溫度和需要較長的反應時間，工藝控制復雜，生產出來的聚碳酸酯二元醇經常不符合預定的分子量。

此外，在聚碳酸酯二元醇的工業生產中，碳酸二甲酯/甲醇共沸物的分離提純是該領域的技術難點，目前工業上常用的分離方法主要有六種，分別是膜分離法、吸附法、共沸精餾法、萃取精餾法以及加壓精餾法。其中膜分離法難度大；吸附法所需條件苛刻；共沸精餾法與萃取精餾法都會引入新溶劑，對碳酸二甲酯帶來雜質，且后續處理時需要考慮溶劑的回收利用，至少還需要增加精餾處理步驟，操作復雜；加壓精餾法操作壓力較高，導致設備投資較大、裝置能耗較高。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的問題，本發明的目的之一在于提供一種聚碳酸酯二元醇的制備方法。

本發明的目的之二在于提供采用上述制備方法制得的聚碳酸酯二元醇。

本發明的目的之三在于提供上述聚碳酸酯二元醇在合成聚氨酯中的應用。