一種環氧丙基封端聚醚及其合成方法和應用的製作方法

2023-05-09 04:42:46

專利名稱：：一種環氧丙基封端聚醚及其合成方法和應用的製作方法
技術領域：
：本發明屬於封端聚醚的合成
技術領域：
，具體涉及一種環氧丙基封端聚醚及其合成方法和應用。
背景技術：
：封端聚醚由於鏈末端羥基被取代，具有較高的化學穩定性，而且此類封端聚醚還具有濁點下降、發泡能力降低、去油性能力增強、臨界膠束濃度下降和化學性質更為穩定等特點，適用於不同PH值下高溫長時間使用，因此具有很廣的應用範圍。如用做聚氨酯泡沫的勻泡劑、乳化劑、化妝品原料、塗料的流平劑、消泡劑、抗靜電劑、塑料改性劑、燃料添加齊、織物整理劑、水溶性潤滑劑、脫模劑、農藥助劑等等。在現有的技術中，封端聚醚通常由端羥基聚醚與含有相應封端基團的封端劑進行反應製備得到的，主要有醚化封端、酯化封端和交聯封端。如中國專利200410017455.0採用醚化封端製備甲基或乙基封端聚醚；中國專利02150755.4採用滷代烷製備烷基封端聚醚等等。但現有的封端聚醚的抑泡性能以及降低縮孔性能還不夠理想。
發明內容本發明的目的之一是提供一種環氧丙基封端聚醚，該環氧丙基封端聚醚可用於增強消泡抑泡性能，降低塗料縮孔性。實現上述目的的技術方案如下一種環氧丙基封端聚醚，其具有式(II)結構R1(EO)Ii(PO)In-O-CH2-CH-CH2(II)/其中，式⑴和式(II)中的R1為O，C4C18的烷基，η=025，m=025，優選地，所述R1為C4Cll的烷基，η=020，m=020。本發明的另一目的是提供一種具有抑泡性能和降低縮孔性能的環氧丙基封端聚醚的合成方法。一種合成環氧丙基封端聚醚的方法，在具有通式(I)的聚醚中加入強鹼進行反應，反應溫度為80120°C，反應時間為15h，反應結束後，在反應體系中加入環氧氯丙烷繼續反應，反應的溫度為80140°C，反應時間為815h，最後過濾、洗滌反應產物，乾燥得到具有通式(II)的環氧丙基封端聚醚；R1(EO)n(PO)mOH(I)R1(EO)Ii(PO)In-O-CH2-CH-CH2(Π)O其中，式(I)和式(II)中的隊為〇4C18的烷基，η=025，m=025。優選地，上述步驟中，羥基聚醚與強鹼的摩爾比為112，反應溫度為80120°C，反應時間為15h。上述步驟中，聚醚與環氧氯丙烷的摩爾比為10.92.1，反應的溫度為80140°C，反應時間為815h。上述步驟中，反應在有機溶劑中進行，有機溶劑取自甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯或二乙苯中的一種或兩種以上混合物，有機溶劑最好是甲苯或二甲苯中的一種。本發明還提供所述環氧丙基封端聚醚的應用。具體技術方案為所述具有式(II)結構的環氧丙基封端聚醚在消泡劑中的應用。本發明的關鍵在於採用環氧氯丙烷為封端基，該製備方法簡單，易行，通過這種方法製備得到的環氧丙基封端聚醚與現有的封端聚醚相比，具有不縮孔，泡沫高度低，抑泡性能好的特點。具有通式(II)的環氧丙基封端聚醚可增強消泡抑泡性能，降低塗料縮孔性，可應用於製備水性塗料、水性油墨、聚丙烯酸類漿料等的消泡劑。具體實施例方式下面通過具體的實施例和比較例來對本發明作進一步的描述。在實施例中，封端效率的定義為封端效率=封端前聚醚羥值—封端後聚醚羥值X麗胃MM+封端前聚醚羥值實施例1在裝有攪拌器、回流帶水裝置的反應器中，加入50g辛/癸醇聚醚(環氧乙烷EO/環氧丙烷PO=5/0)，80g甲苯和10.6g50wt%的氫氧化鈉水溶液(聚醚與氫氧化鈉的摩爾比為11)，加熱升溫至110°C反應，反應時間l_3h，並同時回流帶水，至體系中水含量低於0.5%時，滴加13.5g(摩爾量與聚醚相當)環氧氯丙烷，滴加完畢後110°C下恆溫反應8h。過濾除去固體雜質，減壓蒸餾移去溶劑，加入IOOml蒸餾水洗滌，攪拌靜止分層，移去水相，真空乾燥脫水得到封端聚醚產品。實施例2在裝有攪拌器、蒸餾裝置的反應器中，加入240g癸醇聚醚(Ε0/Ρ0=8/0)，200g二甲苯和22.8g甲醇鈉(聚醚與甲醇鈉的摩爾比為11)，加熱升溫至80°C反應，反應時間2-3.5h，並同時蒸餾甲醇至無甲醇蒸出，滴加75g(摩爾量相當於聚醚的2倍)環氧氯丙烷，滴加完畢後升溫至140°C反應13h。過濾除去固體雜質，減壓蒸餾移去溶劑，加入400ml蒸餾水洗滌，攪拌靜止分層，移去水相，真空乾燥脫水得到封端聚醚產品。實施例3在裝有攪拌器、蒸餾裝置的反應器中，加入320g丁醇聚醚(Ε0/Ρ0=3/6)，300g甲苯和120g50wt%甲醇鈉醇溶液(聚醚與甲醇鈉的摩爾比為12)，加熱升溫至100°C反應，反應時間3-4.5h，並同時蒸餾甲醇至無甲醇蒸出，滴加81.5g(摩爾量相當於聚醚的1.5倍)環氧氯丙烷，滴加完畢後升溫至120°C反應13h。過濾除去固體雜質，減壓蒸餾移去溶齊IJ，加入500ml蒸餾水洗滌，攪拌靜止分層，移去水相，真空乾燥脫水得到封端聚醚產品。實施例4在裝有攪拌器、回流帶水裝置的反應器中，加入80g十六醇聚醚(Ε0/Ρ0=16/3)，IOOg甲苯和6.2氫氧化鉀(聚醚與氫氧化鉀的摩爾比11.55)，加熱升溫至120°C反應，反應時間3-4h，並同時回流帶水，至體系中水含量低於0.5%時，滴加8.lg(摩爾量相當於聚醚1.2倍)環氧氯丙烷，滴加完畢後120°C下恆溫反應15h。過濾除去固體雜質，減壓蒸餾移去溶劑，加入200ml蒸餾水洗滌，攪拌靜止分層，移去水相，真空乾燥脫水得到封端聚醚產品。實施例5在裝有攪拌器、回流帶水裝置的反應器中，加入150g十一醇聚醚(Ε0/Ρ0=3/0)，200g甲苯和40g50wt%的氫氧化鈉水溶液(聚醚與氫氧化鈉的摩爾比為11.01)，加熱升溫至120°C反應，反應時間4-5h，並同時回流帶水，至體系中水含量低於0.5%時，滴加41g(摩爾量相當於聚醚的0.9倍)環氧氯丙烷，滴加完畢後110°C下恆溫反應8h。過濾除去固體雜質，減壓蒸餾移去溶劑，加入300ml蒸餾水洗滌，攪拌靜止分層，移去水相，真空乾燥脫水得到封端聚醚產品。實施例6在裝有攪拌器、蒸餾裝置的反應器中，加入120g十八醇聚醚(Ε0/Ρ0=20/20),200g二甲苯和4g甲醇鉀(聚醚與甲醇鉀的摩爾比為11.43)，加熱升溫至90°C反應，反應l-3h，並同時蒸餾甲醇至無甲醇蒸出，滴加7.3g(摩爾量相當於聚醚的1.5倍)環氧氯丙烷，滴加完畢後90°C反應14h。過濾除去固體雜質，減壓蒸餾移去溶劑，加入200ml蒸餾水洗滌，攪拌靜止分層，移去水相，真空乾燥脫水得到封端聚醚產品。實施例7在裝有攪拌器、回流帶水裝置的反應器中，加入80g癸醇聚醚(環氧乙烷EO/環氧丙烷PO=6/9),80g甲苯和9.6g50wt%&甲醇鈉醇溶液(聚醚與甲醇鈉的摩爾比為11.05)，加熱升溫至90°C反應，反應時間2-3h，並同時蒸餾甲醇至無甲醇蒸出，滴加9.42g(摩爾量相當於聚醚1.20倍)環氧氯丙烷，滴加完畢後120°C下恆溫反應9h。過濾除去固體雜質，減壓蒸餾移去溶劑，加入IOOml蒸餾水洗滌，攪拌靜止分層，移去水相，真空乾燥脫水得到封端聚醚產品。實施例8在裝有攪拌器、蒸餾裝置的反應器中，加入120g癸醇聚醚(Ε0/Ρ0=4/0)，IOOg二甲苯和42.6g50%甲醇鈉醇溶液(聚醚與甲醇鈉的摩爾比為11.1)，加熱升溫至85°C反應，反應時間2-3.5h，並同時蒸餾甲醇至無甲醇蒸出，滴加43.2g(摩爾量相當於聚醚的1.3倍)環氧氯丙烷，滴加完畢後升溫至130°C反應13h。過濾除去固體雜質，減壓蒸餾移去溶齊IJ，加入200ml蒸餾水洗滌，攪拌靜止分層，移去水相，真空乾燥脫水得到封端聚醚產品。實施例9C1QE06P014-C3H50在裝有攪拌器、回流帶水裝置的反應器中，加入120g癸醇聚醚(環氧乙烷EO/環氧丙烷PO=6/14),120g甲苯和12.6g50wt%的甲醇鈉醇溶液(聚醚與甲醇鈉的摩爾比為11.2)，加熱升溫至100°C反應，反應時間2-3h，並同時蒸餾甲醇至無甲醇蒸出，滴加13.5g(摩爾量相當於聚醚1.50倍)環氧氯丙烷，滴加完畢後130°C下恆溫反應10h。過濾除去固體雜質，減壓蒸餾移去溶劑，加入200ml蒸餾水洗滌，攪拌靜止分層，移去水相，真空乾燥脫水得到封端聚醚產品。實施例10環氧丙基封端聚醚的應用比較例1辛醇/癸醇聚醚(Ε0/Ρ0=5/0)(sasolC8/10E0/P0=5/0，批號為E4917)比較例2癸醇聚醚(Ε0/Ρ0=8/0)(sasolC10E0/P0=8/0，批號為E5127)比較例3根據中國專利02150755.4所述的方法，採用一氯甲烷為封端劑製備甲基封端丁醇聚醚(Ε0/Ρ0=50/50)。上述實施例1-9所合成的環氧丙基封端聚醚的封端效率見表1。表1tableseeoriginaldocumentpage6實施例1-9所述環氧丙基封端聚醚和比較例得到的聚醚消抑泡、縮孔性能評價1)評價方法起泡液丙烯酸乳液消泡劑配方組成tableseeoriginaldocumentpage6消抑泡方法(振搖法)量取40ml起泡液於100ml具塞量筒中，用力上下振蕩20次，靜置，記錄初始起泡高度；用注射器加入0.IOml消泡劑，記錄泡沫高度為45ml時的消泡時間，時間越短消泡能力越強；再次上下振蕩量筒20次，記錄泡沫升起的高度，表示消泡劑的抑泡性能。縮孔評價方法將一定量封端聚醚加入丙烯酸乳液中配成0.5%封端聚醚乳液，攪拌均勻，用塗布展色輪塗布在乾淨的玻璃板上，觀察乳液縮孔情況。2)評價結果實施例和比較例得到的封端聚醚的消抑泡及縮孔性能評價結果見表2，結果表明本發明製備得到的封端聚醚具有更佳的消抑泡效果。表2tableseeoriginaldocumentpage7權利要求一種環氧丙基封端聚醚，其特徵是，具有通式(II)結構，R1為C4～C18的烷基，n＝0～25，m＝0～25。F2009101943628C00011.tif2.根據權利要求1所述的環氧丙基封端聚醚，其特徵是，R1為C4Cll的烷基，η=O20，m=O20。3.一種環氧丙基封端聚醚的合成方法，其特徵在於在具有通式(I)的聚醚中加入強鹼進行反應，反應溫度為80120°C，反應時間為15h，反應結束後，在反應體系中加入環氧氯丙烷繼續反應，反應的溫度為80140°C，反應時間為815h，最後過濾、洗滌反應產物，乾燥得到具有通式(II)的環氧丙基封端聚醚；formulaseeoriginaldocumentpage2其中，式(I)和式(II)中的隊為〇4C18的烷基，n=025，m=025。4.根據權利要求3所述的環氧丙基封端聚醚的合成方法，其特徵在於所述強鹼是甲醇納的醇溶液，甲醇鉀的醇溶液，固體甲醇納，固體甲醇鉀，氫氧化鈉水溶液，氫氧化鉀水溶液，固體氫氧化鈉，固體氫氧化鉀中的任意一種或一種以上的混合物。5.根據權利要求3或4所述的環氧丙基封端聚醚的合成方法，其特徵在於所述具有通式(I)的聚醚與強鹼的摩爾比為112。6.根據權利要求3所述的環氧丙基封端聚醚的合成方法，其特徵在於所述通式(I)的聚醚與環氧氯丙烷的摩爾比為10.92.1。7.根據權利要求3所述的環氧丙基封端聚醚的合成方法，其特徵在於合成反應在有機溶劑中進行，有機溶劑是甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯或二乙苯中的一種或一種以上混合物。8.權利要求1或2所述的環氧丙基封端聚醚在消泡劑中的應用。全文摘要本發明提供一種環氧丙基封端聚醚及其合成方法和應用，所述合成方法，包括1)聚醚中加入鹼在溶劑體系中反應，鹼取自氫氧化鈉、氫氧化鉀的固體、水溶液，甲醇鈉、甲醇鉀的固體、醇溶液的一種和其混合物，反應溫度為80～120℃，聚醚與鹼的摩爾比為1∶1～2，；2)反應體系中加入環氧氯丙烷繼續反應，反應溫度為80～140℃，聚醚與環氧氯丙烷的摩爾比為1∶0.9～2.1；3)反應物經精製後得到具有式(II)結構的R1為C4～C18的烷基，n＝0～25，m＝0～25。本發明製備得到的環氧丙基封端聚醚用於水性乳液塗料中，具有不產生縮孔，增強消泡能力和持久抑泡的性能，可用於製備水性塗料的消泡劑。文檔編號C09D7/12GK101805446SQ20091019436公開日2010年8月18日申請日期2009年12月2日優先權日2009年12月2日發明者李莉申請人:廣東省石油化工研究院