[发明专利]一种聚醚季铵盐的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚醚季铵盐的制备方法。

背景技术

聚醚季铵盐是一种新型高分子材料，可由含环氧键的分子单体开环聚合反应而制得。2，3-环氧丙基三甲基氯化铵作为一种反应活性体，分子内既存在季铵阳离子又含有反应活性很高的环氧基团，在一定条件下可通过开环聚合生成聚醚季铵盐类高聚物。阳离子聚醚因为分子链上带有正电荷，水溶性好，具有高效低毒的特点，对人体器官皮肤无腐蚀刺激，杀菌效果好，是新型的非氧化性杀菌剂。该产品还兼有粘泥剥离、浮选、侵蚀和破乳等功能，可用于工业循环水中，亦可作为多功能污水处理剂用于工业污水处理中，尤其在油田采油过程的回注水处理中有重要应用。近年来有文献报道甄丽丽等人以环氧氯丙烷为原料，先本体聚合再季铵化合成阳离子聚醚的方法(甄丽丽，张剑.阳离子聚合无杀菌剂的合成研究[J]，精细石油化工进展，2000，2(12)：18～20；John W.Retach，Process and Composition for Providing DMC Catalyzed Polyols[J]，US5266681)，但合成路线分两步进行，反应时间较长，原料不易取得，制备的成本较高，不适合工业化推广应用。而且所制备的聚醚季铵盐的导电率性能不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种步骤简单、原料易得的聚醚季铵盐制备方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种式I的聚醚季铵盐的制备方法，

式I

取2，3-环氧丙基三甲基氯化铵，加入起始剂一元醇和占2，3-环氧丙基三甲基氯化铵重量0.38～0.5％的氢氧化钾在水溶液中于50～80℃在惰性气体保护下聚合反应5～10小时制得式I的聚醚季铵盐；所述式I中n为25～30的整数。

所述一元醇为甲醇。

所述一元醇加入量为每10.0g 2，3-环氧丙基三甲基氯化铵加1.0mL。

所述惰性气体为氮气。

所述氢氧化钾加入量为2，3-环氧丙基三甲基氯化铵重量的0.5％。

所述反应时间为9小时。

所述反应温度为70℃。

本发明的聚醚季铵盐的制备方法，所采用的原料为2，3-环氧丙基三甲基氯化铵、一元醇(优选甲醇)和氢氧化钾，原料采用市售的常规试剂，简单易得，而且反应为一步开环聚合完成，步骤简单而且反应条件温和可控易于实施，聚醚季铵盐的转化率高，适合进行工业化推广应用。另外，本发明的式I聚醚季铵盐产品呈淡黄色粘流态，在25～91℃温度范围内有很好的电导率，最高达到6600μS/cm，作为液态电解质适于电池制造行业。

附图说明

图1为聚醚季铵盐的IR光谱图；

图2为实验例1的相对粘度和转化率的曲线图；

图3为实验例2的相对粘度和转化率的曲线图；

图4为实验例3的相对粘度和转化率的曲线图。

具体实施方式

以下对本发明聚醚季铵盐的制备方法作详细的介绍，但并不限定本发明的技术方案：

称取2，3-环氧丙基三甲基氯化铵(ETA)固体10.0g，加适量去离子水溶解后转入125mL三口瓶中，通入氮气保护(维持100KPa)，滴入1mL甲醇作起始剂，控温50～80℃搅拌30min后，加ETA质量0.38～0.5％的氢氧化钾作引发剂，继续恒温50～80℃搅拌反应5～10小时。加终止剂盐酸至中性，反应毕得均相无色透明溶液。将此液减压蒸馏浓缩得到淡黄色蜡状粘流物即为聚醚季铵盐PETA。称重，计算转化率。然后用乌贝路德粘度计测其相对粘度。上述产品式I中n值为25～30。转化率(％)＝产物质量÷原料质量×100％。

所得到的PETA的IR光谱图如图1所示，解析图4聚醚季铵盐(PETA)的IR图谱可以看出，在1264.42cm^-1处出现一个宽强吸收峰，此为链醚的醚键“-CH₂-O-CH₂-”的伸缩振动特征吸收峰，峰形变宽表明醚的聚合程度变大。由此说明2，3-环氧丙基三甲基氯化铵开环聚合形成链状聚醚季铵盐(PETA)符合要求。

以下结合具体实施例对本发明的聚醚季铵盐进行具体描述：

实施例1，反应温度变化对PETA相对黏度和转化率的影响