[发明专利]聚碳酸酯多元醇的产量最优化

说明书

发明领域

本发明的实施方式涉及制备聚碳酸酯多元醇的方法，更为具体地是涉及了产生较少副产物的合成聚碳酸丁二醇酯多元醇的方法。

发明背景

聚碳酸酯多元醇可以用作合成某些聚氨酯的组分，例如用于弹性体或者涂层的聚氨酯。聚碳酸酯多元醇可以如下制备：使至少一种的多元醇组分(如1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2-甲基-1，8-辛二醇、1,9-壬二醇或者1,4-环己烷二甲醇)和有机碳酸酯，如碳酸二甲酯进行反应。聚碳酸丁二醇酯多元醇尤其引人注目。1,4-丁二醇和碳酸二甲酯反应可以制备出聚碳酸丁二醇酯多元醇。不过，这个反应的产量较低，通常要低于理论产量的75％。一个主要的副产物是四氢呋喃(THF)，需要将其从终产物中除去。因此，需要一种生成较少THF从而有较高产量的制备聚碳酸丁二醇酯多元醇的方法。

发明内容

本发明的实施方式提供一种制备聚碳酸丁二醇酯多元醇的方法，产生较少四氢呋喃(THF)从而具有较高聚碳酸丁二醇酯多元醇产量。

实施方式包括一种制备聚碳酸酯多元醇的方法。该方法包括：

将丁二醇加入容器中，向容器中加入聚合催化剂，向容器中添加碳酸二甲酯(DMC)，添加的速率为每千克BDO每分钟至少2.0克DMC，从而制备聚碳酸酯多元醇，聚碳酸酯多元醇的产量为理论产量的至少80％。

发明具体实施方式

本发明的实施方式提供了制备聚碳酸丁二醇酯多元醇的方法，产生较少的THF从而有较高聚碳酸丁二醇酯多元醇产量。根据本发明的实施方式，可以通过丁二醇和碳酸二甲酯以酯交换聚合反应进行的反应得到聚碳酸丁二醇酯多元醇。至于进行聚合反应的方法，没有特别的限制，并且该聚合反应可以通过使用在本领域已知的常规方法来进行。然而，令人惊奇的发现，通过将丁二醇和至少一种聚合催化剂加入容器中，向容器中添加碳酸二甲酯(DMC)，添加的速率为每千克BDO每分钟至少2.0克DMC，可以得到增加的产量和较低数量的THF副产物。DMC的添加速率在具体的实施方式中可以为每千克BDO每分钟至少2.4、2.5、2.7、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.3、5.4、5.5、6、7、8、10、15或者20克DMC。

用于酯交换反应的温度可以为120℃到240℃。在120℃到240℃之间的所有的单一数值和子范围都在此处包含并公开，例如，温度可以从下限120、130、140、150、160、170、180、190或者200℃，到上限为140、150、160、170、180、190、200、210、220、230或者240℃。

尽管较低或者较高的压力都可以使用，但是令人惊奇的是，当酯交换反应在大气压下进行的时候，可以得到更高产量的聚碳酸丁二醇酯多元醇，从而不再需要结合升高或者降低反应容器的压力的方法。反应的时间可以取决于诸如温度、压力、催化剂的类型和催化剂浓度等变量。

原则上至少一种聚合催化剂可以是所有已知能够被用于酯交换反应的可溶催化剂(均相催化)。多相酯交换催化剂同样可以使用。优选在催化剂的存在下进行本发明的方法。

元素周期表上主族I、II、III和IV族及副族III和IV金属以及稀土元素的氢氧化物，氧化物，金属醇盐，碳酸盐，还有有机金属化合物，特别是Ti、Zr、Pb、Sn、Sb和Yb的化合物，特别适用于在此处描述的方法。

合适的例子包括：LiOH、Li₂CO₃、K₂CO₃、KOH、NaOH、KOMe、NaOMe、MeOM、GOAc、CaO、BaO、KOt-Bu、TiCl₄、四醇钛、对苯二甲酸钛、四醇锆、辛酸锡、二月桂酸二丁基锡、二丁基锡、三丁基氧化锡、草酸锡、十八酸铅、三氧化锑、四异丙醇锆、乙酰丙酮镱。