[发明专利]一种连续制备端仲氨基聚醚的方法及其专用催化剂

说明书

本发明公开了一种固定床法连续制备低分子量端仲氨基聚醚的生产方法，该法以聚醚多元醇、氢气、液氨为原料，采用自制Ni‑Cu‑Ti系催化剂，在温度为180～260℃、压力0.5～8MPa条件下，物料连续通过固定床反应器发生氨化催化反应，再经气液分离后可得端仲氨基聚醚。本发明采用连续化工艺生产技术，可以提高端氨基聚醚产品质量，完善产品品种，提高生产效率，所得仲胺基聚醚产品转化率为60％，仲胺选择性达95％。

技术领域

本发明属于有机化工技术领域，涉及一种连续制备端仲氨基聚醚的方法及其专用催化剂。

背景技术

端氨基聚醚，又称聚醚胺，是一类分子主链为聚醚骨架，末端活性官能团为伯胺或仲胺基的聚环氧烷烃化合物。由于末端胺基性质活泼，能与多种基团发生反应，因此应用非常广泛，特别是在现代工业领域中，如环氧树脂固化剂、聚氨酯(聚脲)材料、表面活性剂、离子交换剂等。根据分子量、官能团数量、胺基种类市场上存在多种系列产品，如单胺、二胺、三胺，特别是近年来美国亨斯迈(Huntsman)又开发出仲胺、位阻胺等聚醚胺产品，可以更好的满足端氨基聚醚不断增加的市场需求量，而随着我国对有关端氨基聚醚的合成与应用的深入研究，在生产技术以及产品质量上也取得了很大进展。

目前关于端氨基聚醚的研究多为端伯胺基聚醚，其性能优异应用广泛，而近年来，也有研究发现端仲胺基聚醚同样在一些领域中具有一定的优势及其应用价值，如端伯胺基聚醚广泛应用于聚脲弹性体、聚脲反应注射成型、喷涂聚脲涂料中，唯一缺点是端伯胺基聚醚与多异氰酸酯反应速度过快，难以用传统设备加工，而仲胺可以降低反应速度慢，得到低粘度的异氰酸脂基预聚体，因此端仲胺基聚醚可用于异氰酸脂基预聚体、以及聚脲和聚酰胺的扩链剂；张金龙等采用胺解法制备了一种端仲胺基聚醚，用作汽油清净剂的主剂，具有良好的分散作用、洗涤作用、增溶作用以及酸中和作用，可以有效地控制燃料系、进气系沉积物的生成，同时可以更显著地减少燃烧室生成。

关于端仲胺基聚醚的制备，有文献报道采用化学合成法，以伯胺为原料，进行双分子胺亲核取代反应，也有文献报道可采用氨解法制备，以异丙胺或有机胺为氨化剂。吴飞飞在文献中表述以二乙胺为氨化剂通过高压釜制备端叔胺基聚醚，分析聚醚产品发现端仲胺基聚醚含量较高达68％。

相比于高压釜制备端氨基聚醚，固定床连续法具有更好的优势，其选择性好、转化率高、对环境污染少、后处理方便等，目前端伯胺基聚醚的制备大多采用这一类连续法，而关于端仲胺基聚醚的连续法制备却鲜有报道，包括其高效催化剂的制备，而催化剂的活性对端氨基聚醚产品的氨化率、选择性、色泽要求等方面会产生重要的影响。因此，关于端仲胺基聚醚的生产方式及其催化剂的研究对提高聚醚产品质量、完善聚醚产品等具有重要意义。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种连续制备端仲氨基聚醚的方法及其专用催化剂。

技术方案：本发明提供了一种连续制备端仲氨基聚醚的方法，在氢气、催化剂存在的环境下，将聚醚多元醇与液氨混合，预热后，使混合物料进入反应器，与催化剂充分接触发生催化氨化反应。

所述的聚醚多元醇原料为末端为伯羟基的脂肪族聚醚，分子量为200～2000，含有1～3个官能团。具体的，所述的聚醚原料为端羟基聚醚，聚醚分子量为低分子量200～2000，聚醚多元醇中含1～3个羟基。

所述反应条件为：反应温度180～260℃、聚醚多元醇原料体积空速0.1～2h^-1、液氨体积空速0.5～3h^-1，反应压力0.5～8MPa。优选反应温度180～200℃、聚醚多元醇原料体积空速0.1～1h^-1、液氨体积空速0.5～1h^-1，反应压力0.5～2MPa。