[发明专利]聚四亚甲基醚二醇的分子量分布的调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备其分子量分布(按照Mw/Mn比)为1.5至2.0的聚四亚甲基醚二醇(下文中称为“PTMG”)的方法，其中Mw为PTMG的重均分子量，Mn为PTMG的数均分子量，本发明特别涉及一种PTMG的分子量分布的调节方法，其中通过在进行PTMG聚合的过程中以脉冲式加入预定量的水作为终止剂而制得所述PTMG。

背景技术

PTMG是一种用于制备聚氨酯的聚合物，其中所述聚氨酯被用作氨纶纤维、塑料或薄膜的原料。根据聚氨酯的用途，可以制得具有硬或软链段结构的各种形式的聚氨酯，而且根据聚氨酯的用途，需要其具有最佳的分子量或分子量分布。因此，考虑到其用途，需要制备具有合适的分子量的PTMG。

在美国专利No.5,053,553中描述了一种制备分子量为1300至1600的PTMG的方法。该发明的特征在于具有Z因子，其为Mz/Mn的比值，其中Mz为Z均分子量、Mn为数均分子量，以及一种制备其分子量分布处于窄的范围(其中，将Z因子调节至(例如)小于1.80)内的PTMG的方法。然而由于该发明的方法包括将PTMG的起始原料与甲醇和非极性溶剂(例如环己烷)混合，因此其缺点在于需要额外的工序来除去甲醇、水和非极性溶剂。为了避免现有技术中的这些缺点，国际专利申请WO 1999/61507中提出了这样一种方法，该方法通过调节起始单体的停留时间分布和搅拌功率来制备具有窄的分子量分布的PTMG。该发明也公开了一种调节催化剂的配位分子个数的方法，其中所述催化剂用于调节停留时间分布或反应温度，或者用于改变每单位反应液体体积的搅拌功率。然而，在通过调节催化剂的配位数来将起始目标分子量分布增加至某一数值(例如0.2)的情况中，预测实际所 需的搅拌功率是困难的。因此，该发明的缺点还在于其需要有使得设备尺寸增大的高成本的装置。

为了解决现有技术中的问题，本发明提出了这样一种方法，该方法通过调节作为终止剂的水的加入方式，从而调节PTMG的分子量分布。

本发明的目的是提供一种调节PTMG的分子量分布的方法，其中通过在PTMG的聚合过程中以脉冲式加入水作为终止剂而制得所述PTMG。

发明内容

根据本发明的优选实施方案，一种使用杂多酸(下文中称为“HPA”)催化剂层由四氢呋喃(下文中称为“THF”)来制备PTMG的方法包括如下步骤：

通过将THF、HPA催化剂和水加入到连续式反应器中来制备反应混合物；

边搅拌所述反应混合物边加入THF和一定量的水，其中以脉冲式加入所述水；以及

通过对在反应过程中所获得的PTMG进行取样来测定其数均分子量和分子量分布。

根据本发明的其它优选实施方案，对PTMG的取样次数至少为一次。

根据本发明的另一个优选实施方案，所述反应器的温度为50℃至70℃。

根据本发明的另一个优选实施方案，所述反应混合物和水的量取决于数均分子量和重均分子量分布的测试曲线，其中所述测试曲线是根据预定的温度、HPA催化剂相对于THF的量以及相对于加水总量的脉冲加水方式而制得的。

附图说明

图1示出了根据本发明的用于PTMG聚合的装置。

具体实施方式

下面将参照例子对本发明进行详细地描述。这些例子只用于对本发明进行说明的目的，不应当理解为本发明的范围受限于此。

参照图1，用于制备PTMG的连续聚合装置(1)包括反应器(11)、相分离器(12)、具有流量控制器(131)的供水器(13)和蒸馏塔(14)。

根据本发明制备PTMG时，使用HPA作为催化剂。HPA通常与20至40个水分子配位，然而这不可能使THF有效地进行聚合反应。因此需要调节与HPA配位的水分子的数量。为了调节与HPA配位的水分子的数量，例如通常通过在100℃至300℃的温度下对HPA进行加热来改变催化剂的活化作用。加热温度和加热时间可根据水分子的配位数来调节，例如可以将与HPA配位的水分子的数量调节至3至18个。