CN111087605A - 一种制备聚醚胺的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种制备聚醚胺的方法。该方法包括：(1)使用液氨、聚丙二醇醚和氢气为原料；(2)使用(Ni+Cu+Cr)/γ‑Al2O3作为催化剂；(3)反应产物经冷却、气液分离后，对液体物料进行脱水和脱氨即得到目标产物聚醚胺。本发明的制备方法所用设备简单，操作简便，生产成本低，所得产物的平均相对分子质量分布较窄，产品收率高，所用过量液氨经减压蒸馏后可回收利用，生产过程绿色环保。
Description
一、技术领域
本发明涉及聚合物的制备技术领域，具体涉及一种合成聚醚胺的方法。
二、技术背景
聚醚胺是一类具有柔软聚醚骨架，由伯胺基或仲胺基封端的聚烯烃化合物，聚醚胺大多数是以相应的聚醚多元醇为原料，通过对末端羟基进行胺化得到，根据端氨基相连的烃基类型又可分为芳香族和脂肪族 2类。由于分子主链为柔软的聚醚链，加上聚醚胺末端上的氢比聚醚末端羟基上的氢更活泼，且毒性低，催化能力强，因此，聚醚胺在一些材料工艺上能够很好的替代聚醚，并能够提高新型材料的应用性能，广泛应用于环氧树脂固化剂、喷涂聚脲弹性体的关键原料、润滑油和发动机燃料油的添加剂等领域。
目前聚醚胺的合成方法主要有氨解法、离去基团法、氨基丁烯酸酯化法、聚醚腈烷基化法、Simons 法等，氨解法具有选择性好、后处理方便、环保、转化率高等优点，是目前研究最详细、应用最广泛的方法。董建国等(CN 107915836 A，2018.04.17)发明了采用骨架镍催化剂和镁铝复合氧化物作为催化剂制备聚醚胺的方法，该法反应条件相对温和，所得聚醚胺的分子量分布窄，但操作过程相对复杂。宋明贵等 (CN 106995378A，2017.08.01)发明了一种通过两段管式反应器实现连续化生产聚醚胺的方法，但实验装置和操作过程较为复杂。房连顺等(CN 105732975B，2018.01.09)发明了一种采用流化床反应器连续生产聚醚胺的方法，该法使催化剂处于动态，增加了催化剂与物料的接触，但所用反应器较为复杂。
以上制备方法普遍存在反应器或操作过程较为复杂、对反应温度和反应压力要求较为苛刻、目标产物收率较低等缺点，这影响了聚醚胺的的大规模生产和经济效益。
三、发明内容
本发明提供了一种制备聚醚胺的方法。
本发明的技术方案为：
一种制备聚醚胺的方法，包括以下步骤：
将液氨、聚丙二醇醚投入高压釜后混合均匀，向釜中投入催化剂并向通入氢气，在一定的搅拌速度下加热、反应。反应完毕降至室温后，排空釜内的气体，开釜、出料、过滤除去催化剂。通过减压蒸馏除去液体中的水及过量液氨，得到所述产物聚醚胺。
其特征在于，所用聚丙二醇醚的平均分子量为180-250。
其特征在于，所用催化剂为(Ni+Cu+Cr)/γ-Al2O3，所述催化剂的成分按照物质的量之比具体为Ni 50-90 ％，Cu 40-9％，Cr 10-1％。
其特征在于，液氮与聚丙二醇醚的物质的量之比为(10∶1)-(100∶1)。
其特征在于，催化剂的投入量为1-30％。
其特征在于，将氢气充入高压釜至初压为0.5-3.0MPa。
其特征在于，反应温度为150-300℃。
其特征在于，反应压力为5-30MPa。
其特征在于，反应时间为2-10h。
有益效果：
l、本发明以液氮、聚丙二醇醚、氢气为原料，通过简单方法制备出具有高附加值的、应用前景广阔的聚醚胺，所得产物的平均相对分子质量分布较窄，为1050-1150，产品收率高。
2、本发明设备简单，操作简便，反应过程、催化剂分离过程和目的产物分离过程简单，所用催化剂活性高、寿命长，生产成本低。
3、本发明中所用过量液氨经减压蒸馏后可回收利用，生产过程绿色环保。
四、具体实施方式
以下结合技术方案详细叙述本发明的具体实施方式。
实施例1：
量取55.1mL液氨与和23.0g平均相对分子质量为200的聚丙二醇醚加入到高压反应釜中并混合均匀，称取4.56g(Ni+Cu+Cr)/γ-Al2O3(其中Ni 70％，Cu 25％，Cr 5％)加入到高压釜中。向高压釜中充入氢气确保空气被全部置换并维持初压为1.0Mpa。调整釜内搅拌速度至300r/min后加热，反应温度保持在200 ℃，反应压力为10Mpa，反应5h后结束。待温度降至室温后排空釜内的气体，开釜、出料、过滤除去催化剂，将液体混合物减压蒸馏后除去液氨和水，得到24.3g聚醚胺，产品收率为98.8％。
实施例2：
量取551mL液氨与和95.0g平均相对分子质量为190的聚丙二醇醚加入到高压反应釜中并混合均匀，称取15.0g(Ni+Cu+Cr)/γ-Al2O3(其中Ni 60％，Cu 30％，Cr 10％)加入到高压釜中。向高压釜中充入氢气确保空气被全部置换并维持初压为1.5Mpa。调整釜内搅拌速度至500r/min后加热，反应温度保持在180 ℃，反应压力为20Mpa，反应6h后结束。待温度降至室温后排空釜内的气体，开釜、出料、过滤除去催化剂，将液体混合物减压蒸馏后除去液氨和水，得到101.6g聚醚胺，产品收率为98.6％。
实施例3：
量取551mL液氨与和13.0g平均相对分子质量为260的聚丙二醇醚加入到高压反应釜中并混合均匀，称取1.3g(Ni+Cu+Cr)/γ-Al2O3(其中Ni 80％，Cu 16％，Cr 4％)加入到高压釜中。向高压釜中充入氢气确保空气被全部置换并维持初压为2Mpa。调整釜内搅拌速度至800r/min后加热，反应温度保持在250℃，反应压力为15Mpa，反应6h后结束。待温度降至室温后排空釜内的气体，开釜、出料、过滤除去催化剂，将液体混合物减压蒸馏后除去液氨和水，得到13.6g聚醚胺，产品收率为98.5％。
Claims (9)
1.一种制备聚醚胺的新方法，其特征在于：
将液氨、聚丙二醇醚投入高压釜后混合均匀，向釜中投入催化剂并向通入氢气，在一定的搅拌速度下加热、反应。反应完毕降至室温后，排空釜内的气体，开釜、出料、过滤除去催化剂。通过减压蒸馏除去液体中的水及过量液氨，得到所述产物聚醚胺。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，原料所用聚丙二醇醚的平均分子量为180-250。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所用催化剂为(Ni+Cu+Cr)/γ-Al2O3，所述催化剂的成分按照物质的量之比具体为Ni 50-90％，Cu 40-9％，Cr 10-1％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，液氮与聚丙二醇醚的物质的量之比为(10∶1)-(100∶1)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，催化剂的投入量为1-30％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将氢气充入高压釜至初压为0.5-3.0MPa。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应温度为150-300℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应压力为5-30MPa。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应时间为2-10h。
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|---|---|---|---|---|
| US3654370A (en) * | 1970-08-28 | 1972-04-04 | Jefferson Chem Co Inc | Process for preparing polyoxyalkylene polyamines |
| CN104475118A (zh) * | 2014-12-16 | 2015-04-01 | 南京林业大学 | 一种负载型Ni-Cu-Cr系催化剂及其应用 |
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2018
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