[发明专利]聚醚胺、其制备方法及其在汽油清净剂中的应用

说明书

本发明的一种聚醚胺的制备方法，包括如下主要步骤：聚醚醇的制备、聚醚酮的制备和聚醚胺的制备，本发明将聚醚醇生成聚醚胺分为了脱氢和氨化加氢两个步骤，且该两个步骤可在同一反应釜中进行，且催化剂相同，即无需增设反应设备；针对该两个步骤，通过设计不同的主催化剂及辅催化剂，即可有针对性的加强每一步的转化率；并进一步地，在保证该转化率的前提下，调整各步骤反应的温度压力，尽量降低醚链断裂的可能；最终制得分子量在900‑1300，且分子量一致性高的聚醚胺。

技术领域

本发明涉及汽油清净剂技术领域，具体涉及一种小分子量聚醚胺、其制备方法及其在汽油清净剂中的应用。

背景技术

汽油清净剂是可以有效改善汽车发动机性能、控制污染物排放的汽油添加剂，市售的汽油清净剂中，起到主要清净作用的成分为有机高分子胺类化合物，如聚醚胺。聚醚胺中C-O-C键易于高温裂解，其可有效解决燃油喷嘴、进气阀沉积物，并可有效抑制发动机燃烧室内沉积物的生成，因此，成为汽油清净剂开发的热点方向。

国外对于该功能性化学品聚醚胺的研究较早，技术比较成熟，且已形成大规模的生产，但其配方和工艺条件处于技术秘密封锁的状态。我国在该方向研究起步晚，技术仍有待完善，现在市售的清净剂的主要成分聚醚胺主要依赖于进口，进口国主要为美国、日本和德国。国外进口的聚醚胺相较于国内自主研发的聚醚胺的优势主要在于，进口聚醚胺的分子量小(约1000左右)且分子量一致性高，如美国HUNTSMAN公司生产的SURFONAMINE B-100聚醚胺产品，而国内自主研发的聚醚胺的分子量分布较宽，由500-10000甚至更高不等。如果聚醚胺的分子量过小，其无法到达燃烧室，如果分子量过高在燃烧过程中会燃烧不完全，且会产生二次积碳，直观表现为燃烧室沉积物(CCD)明显增多，即该聚醚胺的分子量对于清净效果起到至关重要的作用。

目前，常见的聚醚胺的合同方法主要有氨化法、离去基团法和聚醚腈烷基化法以及氨基丁烯酸酯法四种。其中，氨化法实质为聚醚的羟基(即聚醚醇)与胺基/氨气在氢气及催化剂的作用下进行的氨解反应，合成的产品质量好且对环境污染少，是目前国内外工业化生产高活性聚醚胺的主要方法。但是仍存在如下两个主要问题：(1)氨化过程转化效率低，现有技术中，聚醚醇在胺基/氨气、氢气及催化剂的作用下到聚醚胺的转化率仅有40％左右，为提高其转化率操作人员加大胺基/氨气的用量，但是对于提升转化率的贡献度有限；(2)该氨化过程需要高温高压环境，且反应时间较长，生产工艺中普遍存在聚醚链无序断裂使得产品聚醚胺的分子量分布较宽，直接影响其在汽油清净剂中的应用。

本发明即是在上述技术问题的基础上进行的改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小分子量聚醚胺的制备方法，利用现有技术中的氨化法，将氨化过程分为脱氢和氨化两个步骤，并分别针对该两个步骤设计不同的主催化剂及辅催化剂、调节相应步骤的温度压力，制得分子量在900-1300，且分子量一致性高的聚醚胺。

一种聚醚胺的制备方法，包括如下主要步骤：

S1：聚醚醇的制备，以起始剂和引发剂为原料按照摩尔比1:(11-20)在强碱环境下反应生成聚醚粗品，并通过中和生成聚醚醇；

S2：聚醚酮的制备，聚醚醇在催化剂的作用下，温度180-230℃、真空度-0.08MPa以下环境反应，脱氢生成聚醚酮；

S3：聚醚胺的制备，聚醚酮在胺类化合物、氢气及催化剂的作用下，在温度150-180℃、压力5-15MPa环境，生成聚醚胺；

所述聚醚醇、聚醚酮及聚醚胺的分子量均为900-1300。

进一步，S1步骤中的起始剂为壬基酚、十二烷基酚、异构十醇或异构十三醇中的一种，且进一步优选为壬基酚；S1步骤中的引发剂为环氧丙烷或环氧乙烷中的一种；所述强碱为KOH、NaOH、KOCH₃、NaOCH₃中的至少一种。