[发明专利]一种复合钙基催化剂及其应用

说明书

本发明公开了一种复合钙基催化剂及其应用。该复合钙基催化剂的原料包括下列重量分数的组分：10％‑40％的碱金属氢氢氧化物、40％‑80％的钙盐和10％‑30％的助催化剂。本发明的复合钙基催化剂能够用于制备分子量在8000以上的聚乙二醇，工艺简单，可操作性强，易于实施，反应速度快，有利于大规模工业化生产；同时制得的聚乙二醇分子量控制准确，分子量分布窄，无残留毒性金属离子，安全性好；此外，本发明的复合钙基催化剂中的原料廉价易得，活性高，诱导期短。

技术领域

本发明涉及一种复合钙基催化剂及其应用。

背景技术

聚乙二醇(PEG)是以环氧乙烷与水或乙二醇反应生成的线性聚合物，其结构式为H(OCH₂CH₂)_nOH，式中n代表环氧乙烷的平均加成数。PEG突出的特性是具有广泛的粘度范围和吸湿性，且与溶剂具有广泛的相溶性。PEG还具有良好的润滑性、热稳定性、难挥发性和低毒性。

聚乙二醇(或者高分子量聚乙二醇)是环氧乙烷在催化剂作用下通过乙氧基化反应分段逐步聚合得到。现有技术中乙氧基化反应中使用的催化剂主要有以下几种：

(1)碱金属催化剂，如KOH、NaOH；然而KOH、NaOH等传统碱金属催化剂只能生产相对分子量8000以下的聚乙二醇，且制得的聚乙二醇存在着分子量分布较宽等缺点。

(2)碱土金属化合物催化剂：美国专利US4239917公开了BaO、Ba(OH)₂；US4223164公开了SrO、Sr(OH)₂；US4946984公开了CaSO₄；EP85167公开了钙的羧酸盐：2-乙基己酸钙、油酸钙、硬脂酸钙等钙基络合物；美国专利US5220077公开了氧化钙与乙二醇反应制得的钙基络合物催化剂。使用上述碱土金属类催化剂均能制得高分子量、窄分布的聚乙二醇，但这些催化剂均存在催化活性较低，诱导期较长，无法应用于聚乙二醇的工业化生产等缺点。专利WO9304030、US4453023、US5220077公开了使用多元酸如磷酸、草酸、柠檬酸、酒石酸等作助催化剂，乙氧基化诱导期明显变短，反应速度大大提高。但助催化剂加入量的大小对产物的相对分子质量分布影响较大。

乙氧基化反应结束后，催化剂难以从产品中分离出来；某些碱土金属离子如Ba²⁺具有一定的毒性，这些残留的毒性碱土金属盐将影响产品的安全性，存在安全隐患。

因此，本领域亟需一种新的用于乙氧基化反应中的催化剂，以克服现有技术中存在的上述技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有的聚乙二醇的制备方法中乙氧基化反应中使用的催化剂存在的无法制备分子量在8000以上的聚乙二醇，或者催化剂活性低、诱导期长，无法应用于聚乙二醇的工业化生产、对聚乙二醇的分子量分布有较大影响、难以从产物中分离以及存在一定的安全隐患等的缺陷，而提供了一种复合钙基催化剂及其应用。本发明的复合钙基催化剂能够用于制备分子量在8000以上的聚乙二醇，工艺简单，可操作性强，易于实施例，反应速度快，有利于大规模工业化生产；同时制得的聚乙二醇分子量控制准确，分子量分布窄，无残留毒性金属离子，安全性好；此外，本发明的复合钙基催化剂中的原料廉价易得，活性高，诱导期短。

本发明主要是通过以下技术方案解决上述技术问题的。

本发明提供了一种复合钙基催化剂，其原料包括下列重量分数的组分：10％-40％的碱金属氢氢氧化物、40％-80％的钙盐和10％-30％的助催化剂，所述的百分比(％)是指上述各组分的质量占所述原料总质量的百分比。