CN114133416A - 一种dmc催化剂的制备方法及由其制备的dmc催化剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种制备DMC催化剂的方法,其包括如下步骤:1)将第一金属前体在预先加入乳化剂和任选的配体化合物的第一溶剂中分散得到第一悬浮液;2)将金属氰化物在预先加入乳化剂、相转移剂和任选的配体化合物的第二溶剂中分散得到第二悬浮液;3)在搅拌下,将第一悬浮液加入到第二悬浮液中,向其中任选地加入配体化合物,并在搅拌下进行反应得到DMC催化剂,在步骤1)至3)中,至少在一个步骤中加入配体化合物,所述第一溶剂和第二溶剂相同或不同,独立地为分子量为300~20000,标称官能度1~6的聚醚多元醇。根据本发明制备的催化剂相较于常规DMC催化剂有催化活性高,无激活时间,冷开车等优异特点。
Description
技术领域
本发明属于催化剂领域,特别涉及一种制备DMC催化剂的方法,以及由其制备的DMC催化剂。
背景技术
双金属氰化物化合物(以下简称DMC催化剂),是一种通过在催化剂避免吸附脱附环氧丙烷(以下简称PO)产生聚合活性的非均相催化剂。最早由US 3,278,457和US 5,783,513提出,催化剂的活性主要来自非晶态部分比例。
DMC催化剂通常通过使金属盐的水溶液与金属氰化物(cyanometalate)的水溶液常常在至少一种有机配体的存在下反应来制备。对以这种方式获得的多金属氰化物化合物进行分离、洗涤和干燥。由于强氢键作用,水作为一类配体可使DMC催化剂永久失活,在DMC催化剂的后处理过程中必须尽可能完全除去水。完全除去水的要求使生产过程复杂而且昂贵。
为了消除这个缺点,DMC催化剂的制备可以在非水介质中进行。
例如,JP2003103177描述了由金属卤化物(ZnX2)与金属氰化物在无水有机溶剂例如醇、醚、酰胺、腈、酮、醛或硫化物中反应制备DMC催化剂。目的是制备具有较高活性的无水DMC催化剂,特别是,活性不会随常规制备中不可避免存在的残留水含量而波动。以此方式制备的DMC催化剂用于向活性氢原子起始物质上加成含至少三个碳原子的环氧烷。
US6,869,905,B1描述了由两种过渡金属盐(均不是金属氰化物络合物)和碱金属氰化物在非水溶液中反应制备DMC催化剂。使用极性质子溶剂如醇或羧酸,或极性非质子溶剂如酮、腈、甲酰胺或亚砜。碱金属氰化物的使用同样要求加强安全防范。
WO2004/105944描述了一种通过从乳液中沉淀来制备DMC催化剂的方法。沉淀乳液包含存在于水不溶性溶剂(例如烃或高级醇)中的金属盐(优选氯化锌)水溶液和六氰基钴酸水溶液。但体系仍需水作为金属盐溶剂,降低了催化剂活性。
CN101646492开发了一种在离子液体中进行制备DMC催化剂的方法,这种方法实施简单无后处理工艺,得到的DMC催化剂具有催化活性且制备聚醚中可能可以实现环氧乙烷的加成反应,但离子液体带入体系,N杂环导致产品整体色号偏高,且离子液体污染严重,成本高昂。
在现有技术中都是使至少一种反应组分形成均相溶液来制备DMC催化剂。然而,催化剂制备过程中始终存在高羟值浓度的情况,这在催化剂使用过程中带来了激活时间长或激活困难等情况。
发明内容
针对现有技术中的上述问题,因此本发明提供了一种通过在无水的悬浮体系中加入表面活性剂使第一金属前体与金属氰化物化合物反应制备DMC催化剂的方法以及由所述方法制备的催化剂。本发明所述的方法能够最大限度地避免水等极性物质的引入,大大提高了催化活性,缩减激活时间。
本发明的发明人经过大量的研究发现,在制备DMC催化剂的过程中,在使用高极性的有机溶剂(例如低级醇)时,与水类似,这些高极性的溶剂也会占据DMC催化剂的活性位点,使得在催化剂使用过程中带来了激活时间长或激活困难等情况。基于此发现,作出了本发明。
本发明提供了一种制备DMC催化剂的方法,其包括如下步骤:
1)将第一金属前体在预先加入乳化剂和任选的配体化合物的第一溶剂中分散得到第一悬浮液;
2)将金属氰化物在预先加入乳化剂、相转移剂和任选的配体化合物的第二溶剂中分散得到第二悬浮液;
3)在搅拌下,将第一悬浮液加入到第二悬浮液中,向其中任选地加入配体化合物,并在搅拌下进行反应得到DMC催化剂,
在步骤1)至3)中,至少在一个步骤中加入配体化合物,
所述第一溶剂和第二溶剂相同或不同,独立地为分子量为300~20000,标称官能度1~6的聚醚多元醇。
优选地,第一金属前体为可溶于水的盐或碱。
优选地,所述聚醚多元醇为由环氧乙烷、环氧丙烷或其组合得到的聚醚多元醇。在采用两种以上的环氧化合物的情况下,则所得到的聚醚多元醇的结构序列为无规共聚结构。更优选地,所述聚醚多元醇为聚丙二醇(PPG),其标称官能度1~6,分子量为300~20000。
优选地,所述第一溶剂或第二溶剂是以C1~12的醇或C1~10的有机胺为起始剂制备的聚醚多元醇;优选地,所述C1~12的醇选自甲醇、乙醇、乙二醇、1,2-丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、蔗糖、果糖、葡萄糖或山梨醇,所述C1~10的有机胺为选自乙二胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙二胺、丁二胺或己二胺。
所述第一金属前体优选为式(I)表示的化合物:
M1 aXb (I)
M1为选自Zn2+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Co3+、Ni2+、Mn2+、Sn2+、Sn4+、Pb2+、Al3+、Sr2+、Cr3+、Cd2+、Cu2+、La3+、Ce3+、Ce4+、Eu3+、Mg2+、Ti4+、Ag+、Rh2+、Ru2+、Ru3+、Pd2+中的金属离子,
X为选自卤素离子、氢氧根、硫酸根、硫酸氢根、碳酸根、碳酸氢根、氰离子、硫氰酸根、异氰酸根、氰酸根、羧酸根、草酸根、硝酸根或亚硝酸根中的一种或多种阴离子,或者所述一种或多种阴离子与选自CO、H2O和NO中的一种或多种形成的配位基团,
化学计量数a,b使所述式(I)表示的化合物呈电中性。
所述金属氰化物优选为式(Ⅱ)表示的化合物:
M2 d[M3(CN)e]f (Ⅱ),
其中
M3为选自Fe2+、Fe3+、Co2+、Co3+、Mn2+、Mn3+、Ni2+、Cr2+、Cr3+、Rh3+、Ru2+、Ir3+中的金属离子,且M1和M3是相同的或不同的,
M2为氢、碱金属、碱土金属或铵[NR4]+;其中R为氢、烷基或芳基,优选为氢、C1~10烷基或C6~10芳基;
化学计量数d、e、f使所述式(Ⅱ)表示的化合物呈电中性。
基于所述第一悬浮液的总重量,所述第一金属前体的浓度为1wt%~50wt%,优选10wt%~40wt%,乳化剂的浓度为0.01wt%~10wt%,优选1wt%~8wt%;
基于所述第二悬浮液的总重量,所述金属氰化物的浓度为1wt%~50wt%,优选10wt%~40wt%,乳化剂的浓度为0.01wt%~10wt%,优选1wt%~8wt%。
所述乳化剂的作用为促进第一金属前体和金属氰化物分散,并使各悬浮相间接触反应。
M1与M3的摩尔比为1.1~4:1,优选1.8~3:1。
优选地,所述乳化剂为第一溶剂或第二溶剂被改性而带有亲水基团的化合物,所述亲水基团选自PEG链段、阴离子季铵基团盐或阳离子磺酸根基团中的一种或多种。
例如,所述乳化剂为通过使第一溶剂或第二溶剂与PEG通过威廉姆森醚化反应或通过使用二异氰酸酯进行偶联得到的嵌段共聚物,或者所述乳化剂为使第一溶剂或第二溶剂通过本领域常规的方法反应而带有其它亲水基团,例如,阴离子季铵盐或阳离子磺酸盐。
优选地,所述相转移剂为季铵化合物,例如,选自四甲基氢氧化铵、四丁基溴化胺、四丁基氯化铵中的一种或多种。
如本领域所公知的是:酸性条件下有助于催化剂活性,季铵盐通过具有弱碱性,通常认为季铵盐不利于催化剂活性。然而,本发明的发明人发现:通过加入本发明所述的相转移剂能够有利地促进生成所述催化剂的反应。另外,加入的相转移剂还能够起到后续的DMC催化聚醚反应的助催化剂的作用。
相对于第二悬浮液的总重量,所述相转移剂的浓度为1wt%~5wt%,优选1.2wt%~4wt%。
优选地,在步骤1)至3)中,所述配体与M3的摩尔比为1~10:1,优选1~6:1。
优选地,所述配体选自叔丁醇、乙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇二甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚或丙二醇单甲醚中的一种或多种。
优选地,所述第一悬浮液和第二悬浮液是使用匀质机进行分散。
优选地,在步骤3)中,第一悬浮液尽可能快地加入到第二悬浮液中,例如在10~30min分钟内完成加入。
优选地,在步骤3)中,反应温度控制在10℃~150℃,优选40℃~90℃。
优选地,所述方法还包括如下步骤:
4)通过过滤或离心分离从步骤3)中得到的混合物中分离DMC催化剂。
优选地,还包括如下步骤:
5)使用有机溶剂洗涤步骤4)中分离得到的DMC催化剂。
优选地,所述有机溶剂优选为极性有机溶剂,更优选为选自醇、烷烃、卤代烷烃、腈、醚或酯中的一种或多种。
洗涤可仅用一个分离装置(例如离心装置)进行、或用多种分离装置通过例如DMC催化剂重新悬浮于洗涤溶剂并从该液体中再次分离而进行。所述洗涤可在10℃~150℃,优选40℃~90℃的温度下进行。洗涤可用所述极性有机溶剂如等极性溶剂洗涤至洗液中离子含量不再变化。
优选地,所述方法还包括:
6)使步骤5)得到的催化剂进行干燥的步骤。
干燥可在环境压力或降低的压力、从室温至120℃的温度下、在本领域技术人员已知的适用于此目的的装置中进行。
根据本发明的另一方面,提供了根据本发明所述的方法制备DMC,其具有由式(III)表示的结构,
M1 xM2 y[M3(CN)g]z·t(L) (III),
其中,M1、M2和M3与前述的定义相同,L为配体,x为2~4;y为0~1;g为4~8;z为2~4;t为2~10;其中,化学计量数x、y、g和z使所述式(III)表示的化合物呈电中性。
本发明制备的催化剂相较于常规DMC催化剂有催化活性高,无激活时间,冷开车等优异特点。其中,作为本发明的一个显著的优势,在聚醚体系中悬浮沉淀的催化剂,在额外添加的助催化剂相转移剂作用下,无需诱导激活,配体中几乎不含结晶水,可以实现催化体系冷开车情况。
根据本发明方法制备的DMC催化剂可为晶状的、部分晶状的或无定形的。
根据本发明的另一方面,提供了本发明所述的DMC催化剂在制备聚醚多元醇中的用途。
根据本发明的再一方面,提供了一种制备聚醚多元醇的方法,其包括如下步骤:
在DMC催化剂的存在下使环氧化合物与含活性氢原子的起始物化合物之间发生聚合加成反应。
优选地,所述聚醚多元醇的分子量300~20000,标称官能度1~6。
在这里,所述DMC催化剂以粉末状使用。
基于反应物的总重量,所述的DMC催化剂浓度低于1500ppm、优选低于500ppm,甚至优选低于50ppm。聚合反应可连续进行或间歇进行。反应温度范围为50℃至200℃,优选温度范围为90℃至180℃。
优选地,所述环氧化合物为含有至少一个环氧基团的化合物,例如环氧乙烷、1,2-环氧丙烷(环氧丙烷)、1,2-甲基-2-甲基丙烷、1,2-环氧丁烷(环氧丁烷)、2,3-环氧丁烷、1,2-甲基-3-甲基丁烷、1,2-环氧戊烷、1,2-甲基-3-甲基戊烷、1,2-环氧己烷、1,2-环氧庚烷、1,2-环氧辛烷、1,2-环氧壬烷、1,2-环氧癸烷、1,2-环氧十一烷、1,2-环氧十二烷、氧化苯乙烯、1,2-环氧环戊烷、1,2-环氧环己烷、(2,3-环氧丙基)苯、乙烯基环氧乙烷(vinyloxiran)、3-苯氧基-1,2-环氧丙烷、2,3-环氧甲基醚、2,3-环氧乙基醚、2,3-环氧异丙基醚、2,3-环氧-1-丙醇、硬脂酸3,4-环氧丁基酯、乙酸4,5-环氧戊基酯、甲基丙烯酸2,3-环氧丙基酯、丙烯酸2,3-环氧丙基酯、丁酸缩水甘油基酯、缩水甘油甲酯、2,3-环氧丁酸乙酯、4-(三甲基甲硅烷基)丁烷1,2-环氧化物、4-(三乙基甲硅烷基)丁烷1,2-环氧化物、3-(全氟甲基)环氧丙烷、3-(全氟乙基)环氧丙烷、3-(全氟丁基)环氧丙烷、4-(2,3-环氧丙基)吗啉、1-(环氧乙烷-2-基甲基)吡咯烷-2-酮中的一种或多种。更优选为环氧乙烷、环氧丙烷中的一种或多种。
根据本发明制备的聚醚多元醇通常具有1至6个、优选2至4个、特别是2至3个标称官能度。
所述含活性氢原子的起始物化合物为1~6官能度起始多元醇,如葡糖醇、山梨醇、蔗糖、水、乙二醇、二甘醇、丙二醇、双丙甘醇、1,4-丁二醇,1,5-戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇或甘油。所述含活性氢原子的起始化合物也为烷氧基化物,特别是那些分子量Mw为620至15000g/mol的烷氧基化物。这些烷氧基化物可用单独的工序制备,并且制备时也可使用多金属氰化物化合物以外的催化剂,例如碱金属氢氧化物。当使用碱金属氢氧化物制备烷氧基化物时,有必要几乎完全地除去催化剂,因为碱金属氢氧化物可使多金属氰化物催化剂失活。使用烷氧基化物作起始物质的优点在于能使反应更迅速开始,但缺点是引入了一个另外的工序,而且,如指出的,有可能是烷氧基化物的复杂纯化步骤。
具体实施方式
本发明通过以下实施例来说明,工艺条件包括但不限于以下实施例:
在实施这些实施例时,所用的所有溶剂都是经分子筛干燥确保无水或水分小于300ppm的。采用的试剂均来自阿拉丁试剂,纯度为分析称,包括六氰基钴酸钾、四甲基氢氧化铵、叔丁醇、甲醇、六氰基铁酸钠等,采用的元素分析测试仪器为ICP光谱测试仪,其他羟值,粘度,分子量分布,不饱和度和VOC方法均参考国标聚醚多元醇测试方法。
PPG300,来自万华化学;
PPG10000,来自万华化学;
PPG20000,来自万华化学。
制备实施例1
乳化剂的制备
乳化剂为PPG与PEG的嵌段共聚物,具体过程中采用DMC催化剂30ppm,在100℃下以PPG300为起始剂,设计分子量1300,加入EO进行聚合,最终检测产品的分子量为1300g/mol,指标羟值86.3mgKOH/g(对应分子量1300.1g/mol)。
DMC催化剂的制备
在室温下将25g(0.075mol)六氰基钴酸钾分散于50g PPG300(分子量300,2官纯PO聚醚多元醇)、1g的上述制备的乳化剂,和1.6g四甲基氢氧化铵中。在90℃下将25g(0.14mol)的ZnSO4·H2O分散于50g的PPG300(分子量300,2官纯PO聚醚多元醇)和1g的上述制备的乳化剂中,并且将其通过加热的滴液漏斗(90℃)在2分钟的时间内逐滴加入到玻璃烧杯中的六氰基钴酸钾的悬浮液中。在90℃下加入叔丁醇30g(0.40mol),搅拌反应混合物90分钟。冷却和加入7500g甲醇后,形成的悬浮液在室温静置过夜,随后离心。然后将产物重新悬浮于300g甲醇中,再一次离心分离,并然后在100℃下干燥48小时,得到的催化剂的重量为28.7g。根据元素分析,以此方式获得的DMC催化剂采用ICP光谱仪分析含有8.6wt%的Co、24.7wt%的Zn。
制备实施例2
乳化剂的制备
向200g的PPG20000(分子量20000,4官纯PO聚醚多元醇)中加入30wt%磺酸钠水溶液115g,100℃下搅拌1hr后,脱水过滤,获得磺酸盐改性的PPG20000作为乳化剂。
DMC催化剂的制备
在室温下将5.5g(0.018mol)六氰基铁酸钠分散于50g PPG20000(分子量20000,4官纯PO聚醚多元醇)、1.5g的上述制备的乳化剂和1.0g四甲基氢氧化铵中。在40℃下将9.0g(0.05mol)ZnSO4·H2O分散于50g的PPG20000(分子量20000,4官纯PO聚醚多元醇)和1.5g上述制备的乳化剂中,并且将其通过加热的滴液漏斗(40℃)在1分钟的时间内逐滴加入到玻璃烧杯中的六氰基铁酸钠乳液中。在40℃下加入乙二醇6g(0.097mol),搅拌反应混合物90分钟。冷却和加入7500g甲醇后,形成的悬浮液在室温静置过夜,随后离心。然后将产物重新悬浮于300g甲醇中,再一次离心分离,并然后在100℃下干燥48小时,得到的催化剂的重量为6.3g。根据元素分析,以此方式获得的DMC催化剂采用ICP光谱仪分析含有8.9wt%的Co、23.6wt%的Zn。
制备实施例3
乳化剂的制备
向200g的PPG10000(分子量10000,3官PO/EO混投聚醚多元醇)中加入20wt%四甲基氯化铵溶液32.85g,100℃下搅拌1hr后,脱水过滤,获得季铵盐改性的PPG10000。
DMC催化剂的制备
在常温下将10g(0.036mol)六氰基锰酸分散于50g的PPG10000(分子量10000,3官PO/EO混投聚醚多元醇)、1.0g的上述制备的乳化剂和2.0g四甲基氢氧化铵中。在65℃下将20g(0.094mol)FeBr2分散于50g的PPG10000(分子量10000,3官纯PO/EO混投聚醚多元醇)和1.0g的上述制备的乳化剂中,并且将其通过加热的滴液漏斗(65℃)在1分钟的时间内逐滴加入到玻璃烧杯中的六氰基锰酸乳液中。在65℃下加入乙二醇二甲醚30g(0.333mol),搅拌反应混合物90分钟。冷却和加入7500g甲醇后,形成的悬浮液在室温静置过夜,随后离心。然后将产物重新悬浮于300g甲醇中,再一次离心分离,并然后在100℃下干燥48小时,得到的催化剂的重量为11.1g。根据元素分析,以此方式获得的DMC催化剂采用ICP光谱仪分析含有8.8wt%的Co、24.6wt%的Zn。
制备实施例4
与实施例1不同点在于采用配体为35g(0.388mol)的丙二醇单甲醚,且在沉淀反应前加入,以此方式获得的DMC催化剂,重量为28.9g。采用ICP光谱仪分析含有8.9wt%的Co、24.8wt%的Zn。
制备实施例5
与制备实施例2不同点在于采用配体为35g(0.388mol)的乙二醇单乙醚,以此方式获得的DMC催化剂,重量为6.5g,采用ICP光谱仪分析含有9.1wt%的Co、24.9wt%的Zn。
制备实施例6
根据文献CN1407913A的实施例1描述的方法合成DMC催化剂,DMC催化剂包含8.7wt%的Co、24.3wt%的Zn。
实施例1~6是采用制备实施例1~5制备的DMC催化剂制备聚醚多元醇,以及对比实施例1使用制备实施例6中制备的DMC催化剂制备聚醚多元醇。
实施例1
本实施例采用制备实施例1催化剂50ppm,采用丙二醇和水各50%wt作为起始剂,设计分子量620g/mol,反应温度90℃,采用环氧丙烷均聚,间歇聚合,无诱导时间,最终检测产品的分子量为620g/mol,指标羟值120.76mgKOH/g(对应分子量620.7g/mol)、粘度210cP@25℃、分子量分布1.07、不饱和度0.001mmol/g及VOC(总醛含量<300ppm)合格,满足出厂要求。
实施例2
本实施例采用制备实施例1催化剂30ppm,采用1,5-戊二醇、乙二醇、二甘醇、双丙甘醇、1,4-丁二醇各20%wt作为起始剂,设计分子量620g/mol,反应温度90℃,采用环氧丙烷均聚,间歇聚合,无诱导时间,最终检测产品的分子量为620g/mol,指标羟值120.8mgKOH/g(对应分子量620.1g/mol)、粘度200cP@25℃、分子量分布1.09、不饱和度0.001mmol/g及VOC(总醛含量<300ppm)合格,满足出厂要求。
实施例3
本实施例采用制备实施例2催化剂25ppm,起始剂为三羟甲基丙烷,使环氧乙烷均聚,设计分子量15000g/mol,反应温度180℃,间歇聚合,无诱导时间,最终检测产品的分子量为15000g/mol,指标羟值11.21mgKOH/g(对应分子量15013g/mol)、粘度3200cP@25℃、分子量分布1.28、不饱和度0.002mmol/g及VOC(总醛含量<500ppm)合格,满足出厂要求。
实施例4
本实施例采用制备实施例3催化剂5ppm,起始剂官能度4(季戊四醇),设计分子量5000g/mol,反应温度140℃,连续聚合,无诱导时间,采用环氧丙烷50wt%、环氧乙烷50wt%无规共聚,最终检测产品的分子量为5000g/mol,指标羟值45.01mgKOH/g(对应分子量4985g/mol)、粘度1080cP@25℃、分子量分布1.14、不饱和度0.001mmol/g及VOC(总醛含量<300ppm)合格,满足出厂要求。
实施例5
本实施例采用制备实施例4催化剂15ppm,起始剂官能度5(山梨醇、葡萄糖),设计分子量8000g/mol,反应温度170℃,连续聚合,采用环氧丙烷60wt%、环氧乙烷40wt%嵌段共聚,无诱导时间,最终检测产品的分子量为8000g/mol,指标最终产品指标羟值35.1mgKOH/g(对应分子量7991g/mol)、粘度1320cP@25℃、分子量分布1.19、不饱和度0.002mmol/g及VOC(总醛含量<500ppm)合格,满足出厂要求。
实施例6
本实施例采用制备实施例5催化剂35ppm,起始剂官能度8(蔗糖),设计分子量1000g/mol,反应温度120℃,间歇聚合,采用环氧丙烷20wt%、环氧乙烷80wt%嵌段共聚(环氧乙烷30%封端,其他与环氧丙烷共聚,即先采用20wt%环氧丙烷和50wt%环氧乙烷共聚,剩余30wt%再进行封端),无诱导时间,最终产品的分子量为1000g/mol,指标最终产品指标羟值447.9mgKOH/g(对应分子量1002g/mol)、粘度2410cP@25℃、分子量分布1.30、不饱和度0.002mmol/g及VOC(总醛含量<500ppm)合格,满足出厂要求。
对比实施例1
除了使用制备实施例6中制备的催化剂,以与实施例1相同的方式制备聚醚多元醇,结果示于表1中。
表1:聚合结果
可见,根据本发明制备的催化剂相较于常规DMC催化剂有催化活性高,无激活时间,冷开车等优异特点。
Claims (10)
1.一种制备DMC催化剂的方法,其包括如下步骤:
1)将第一金属前体在预先加入乳化剂和任选的配体化合物的第一溶剂中分散得到第一悬浮液;
2)将金属氰化物在预先加入乳化剂、相转移剂和任选的配体化合物的第二溶剂中分散得到第二悬浮液;
3)在搅拌下,将第一悬浮液加入到第二悬浮液中,向其中任选地加入配体化合物,并在搅拌下进行反应得到DMC催化剂,
在步骤1)至3)中,至少在一个步骤中加入配体化合物,
所述第一溶剂和第二溶剂相同或不同,独立地为分子量为300~20000,标称官能度1~6的聚醚多元醇,
优选地,所述聚醚多元醇为由环氧乙烷、环氧丙烷或其组合得到的聚醚多元醇,更优选为由环氧丙烷聚合得到的聚醚多元醇。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一溶剂或第二溶剂是以C1~12的醇或C1~10的有机胺为起始剂制备的聚醚多元醇;优选地,所述C1~10的醇选自甲醇、乙醇、乙二醇、1,2-丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、蔗糖、果糖、葡萄糖或山梨醇,所述C1~10的有机胺为选自乙二胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙二胺、丁二胺或己二胺。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,
所述第一金属前体为式(I)表示的化合物:
M1 aXb (I)
M1为选自Zn2+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Co3+、Ni2+、Mn2+、Sn2+、Sn4+、Pb2+、Al3+、Sr2+、Cr3+、Cd2+、Cu2+、La3+、Ce3+、Ce4+、Eu3+、Mg2+、Ti4+、Ag+、Rh2+、Ru2+、Ru3+、Pd2+中的金属离子,
X为选自卤素离子、氢氧根、硫酸根、硫酸氢根、碳酸根、碳酸氢根、氰离子、硫氰酸根、异氰酸根、氰酸根、羧酸根、草酸根、硝酸根或亚硝酸根中的一种或多种阴离子,或者所述一种或多种阴离子与选自CO、H2O和NO中的一种或多种形成的配位基团,
化学计量数a,b使所述式(I)表示的化合物呈电中性,
所述金属氰化物为式(Ⅱ)表示的化合物:
M2 d[M3(CN)e]f (Ⅱ),
其中,M3为选自Fe2+、Fe3+、Co2+、Co3+、Mn2+、Mn3+、Ni2+、Cr2+、Cr3+、Rh3+、Ru2+、Ir3+的金属离子,且M1和M3是相同的或不同的,
M2为氢、碱金属、碱土金属或铵[NR4]+;其中R为氢、烷基或芳基,优选为氢、C1~10烷基或C6~10芳基;
化学计量数d、e、f使所述式(Ⅱ)表示的化合物呈电中性。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法,其中,
基于所述第一悬浮液的总重量,所述第一金属前体的浓度为1wt%~50wt%,优选10wt%~40wt%;乳化剂的浓度为0.01wt%~10wt%,优选1wt%~8wt%;
基于所述第二悬浮液的总重量,所述金属氰化物的浓度为1wt%~50wt%,优选10wt%~40wt%;乳化剂的浓度为0.01wt%~10wt%,优选1wt%~8wt%,
M1与M3的摩尔比为1.1~4:1,优选1.8~3:1;
优选地,所述乳化剂为使第一溶剂或第二溶剂改性而带有亲水基团的化合物,所述亲水基团选自PEG链段、阴离子季铵基团或阳离子磺酸根基团中的一种或多种;
优选地,所述相转移剂为季铵化合物,例如,选自四甲基氢氧化铵、四丁基溴化胺、四丁基氯化铵中的一种;
优选地,相对于第二悬浮液的总重量,所述相转移剂的浓度为1wt%~5wt%,优选1.2wt%~4wt%。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法,其中,
优选地,在步骤1)至3)中,所述配体与M3的摩尔比为1~10:1,优选1~6:1,
优选地,所述配体选自叔丁醇、乙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇二甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚或丙二醇单甲醚中的一种或多种;
优选地,在步骤3)中,反应温度控制在10℃~150℃,优选40℃~90℃。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法,其中,
所述方法还包括如下步骤:
4)通过过滤或离心分离从步骤3)中得到的混合物中分离DMC催化剂。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,
所述方法还包括如下步骤:
5)使用有机溶剂洗涤步骤4)中分离得到的DMC催化剂,
优选地,所述有机溶剂为极性有机溶剂,更优选为选自醇、烷烃、卤代烷烃、腈、醚或酯中的一种或多种,以及
6)使步骤5)得到的催化剂进行干燥的步骤。
8.一种根据权利要求1至7中任意一项所述的方法制备的DMC催化剂,所述DMC具有由式(III)表示的结构,
M1 xM2 y[M3(CN)g]z·t(L) (III),
其中,M1、M2和M3与权利要求3中的定义相同,L为配体,x为2~4;y为0~1;g为4~8;z为2~4;t为2~10,并且化学计量数x、y、g和z使所述式(III)表示的化合物呈电中性,
优选地,所述配体选自叔丁醇、乙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇二甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚或丙二醇单甲醚中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的DMC催化剂在制备聚醚多元醇中的用途。
10.一种制备聚醚多元醇的方法,其包括如下步骤:
在根据权利要求8所述的DMC催化剂的存在下使环氧化合物与含活性氢原子的起始物之间发生聚合加成反应,
优选地,所述聚醚多元醇的分子量300~20000,标称官能度1~6。
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Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003103177A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-08 | Asahi Glass Co Ltd | 複合金属シアン化物錯体触媒及びその製造方法 |
CN1494946A (zh) * | 2002-09-20 | 2004-05-12 | 可用于制备多元醇的双金属氰化物催化剂及其相关方法 | |
WO2004105944A1 (en) * | 2003-05-22 | 2004-12-09 | Dow Global Technologies Inc. | Nano-scale dmc catalyst particles |
US6869905B1 (en) * | 2004-03-02 | 2005-03-22 | Basf Corporation | Synthesis of double metal cyanides with non-aqueous solutions |
CN101171282A (zh) * | 2005-04-04 | 2008-04-30 | 巴斯福股份公司 | 制备聚醚多元醇的方法 |
CN101213017A (zh) * | 2005-05-02 | 2008-07-02 | 巴斯福股份公司 | 制备双金属氰化物催化剂的方法 |
CN101225162A (zh) * | 2007-01-17 | 2008-07-23 | 拜尔材料科学股份公司 | 用于制备聚醚多元醇的双金属氰化物催化剂 |
CN101646492A (zh) * | 2007-02-05 | 2010-02-10 | 巴斯夫欧洲公司 | Dmc催化剂、其制备方法及其用途 |
CN103433065A (zh) * | 2013-09-04 | 2013-12-11 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种双金属氰化物催化剂的制备方法及其应用 |
CN103910865A (zh) * | 2014-03-27 | 2014-07-09 | 上海应用技术学院 | 含有小分子聚醚多元醇的双金属氰化物催化剂及制备方法 |
CN106883401A (zh) * | 2017-03-16 | 2017-06-23 | 盐城工学院 | 一种无定形双金属氰化物催化剂及其制备方法与应用 |
CN110809590A (zh) * | 2017-07-07 | 2020-02-18 | 科思创德国股份有限公司 | 制备官能化聚氧化烯多元醇的方法 |
-
2020
- 2020-09-03 CN CN202010916103.8A patent/CN114133416B/zh active Active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003103177A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-08 | Asahi Glass Co Ltd | 複合金属シアン化物錯体触媒及びその製造方法 |
CN1494946A (zh) * | 2002-09-20 | 2004-05-12 | 可用于制备多元醇的双金属氰化物催化剂及其相关方法 | |
WO2004105944A1 (en) * | 2003-05-22 | 2004-12-09 | Dow Global Technologies Inc. | Nano-scale dmc catalyst particles |
US6869905B1 (en) * | 2004-03-02 | 2005-03-22 | Basf Corporation | Synthesis of double metal cyanides with non-aqueous solutions |
CN101171282A (zh) * | 2005-04-04 | 2008-04-30 | 巴斯福股份公司 | 制备聚醚多元醇的方法 |
CN101213017A (zh) * | 2005-05-02 | 2008-07-02 | 巴斯福股份公司 | 制备双金属氰化物催化剂的方法 |
CN101225162A (zh) * | 2007-01-17 | 2008-07-23 | 拜尔材料科学股份公司 | 用于制备聚醚多元醇的双金属氰化物催化剂 |
CN101646492A (zh) * | 2007-02-05 | 2010-02-10 | 巴斯夫欧洲公司 | Dmc催化剂、其制备方法及其用途 |
CN103433065A (zh) * | 2013-09-04 | 2013-12-11 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种双金属氰化物催化剂的制备方法及其应用 |
CN103910865A (zh) * | 2014-03-27 | 2014-07-09 | 上海应用技术学院 | 含有小分子聚醚多元醇的双金属氰化物催化剂及制备方法 |
CN106883401A (zh) * | 2017-03-16 | 2017-06-23 | 盐城工学院 | 一种无定形双金属氰化物催化剂及其制备方法与应用 |
CN110809590A (zh) * | 2017-07-07 | 2020-02-18 | 科思创德国股份有限公司 | 制备官能化聚氧化烯多元醇的方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
王文浩等: "双金属氰化络合物(DMC)催化剂的合成及应用研究进展", 《化学推进剂与高分子材料》, vol. 2, no. 05, pages 5 - 9 * |
Also Published As
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