[发明专利]系列聚氨酯催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及系列聚氨酯催化剂的制备方法，具体为制备N,N,N’-三甲基-N’-羟乙基-双-氨基乙基醚的同时，副产N-甲基吗啉、双(2-二甲氨基乙基)醚的合成方法，这3种化合物均可用作聚氨酯催化剂。

背景技术

N-甲基吗啉(简称NMM)，其结构通式如S-1所示，是一类重要的有机化工中间体，可用于聚氨酯泡沫合成的催化剂、纺丝助剂、溶剂等。

双(2-二甲氨基乙基)醚(简称A-1)，其结构通式如S-2所示，是重要的聚氨酯催化剂，具有催化发泡反应活性高、选择性强等特点，常用于软质大块泡沫及高回弹泡沫的生产。

N,N,N’-三甲基-N’-羟乙基-双-氨基乙基醚(简称THBA)，其结构通式如S-3所示，是重要的聚氨酯催化剂，生产过程中不产生挥发性胺，是一种性能优良的环保型聚氨酯催化剂。

综合文献报道，目前N,N,N’-三甲基-N’-羟乙基-双-氨基乙基醚制备主要采用以下方法：

1、专利JP2009215386报道了一种以N,N,N’-三甲基-双(氨基乙基)醚在丙烯腈中回流6小时制得THBA，其中N,N,N’-三甲基-双(氨基乙基)醚来源不便。

2、专利CN101104674报道了以N,N,N’-三甲基-双(氨基乙基)醚与缩水甘油醚反应制得THBA，并提供了其应用配方。

以上文献均涉及原料N,N,N’-三甲基-双(氨基乙基)醚，其来源与制备都非常麻烦，不利于规模化生产。

王莉贤、金东元等报道了《双(2-二甲氨基乙基)醚的制备及分离》(化学世界，2009，2，97-99)，其具体为：N,N-二甲基乙醇胺在浓硫酸的催化作用下醚化制得双(2-二甲氨基乙基)醚(即，A-1)，相对于N,N-二甲基乙醇胺，总收率为56.5％。采用该方法不能制备获得THBA。

以N-甲基二乙醇胺为原料制备N-甲基吗啉(NMM)的方法有：

方法一、中国专利CN100494186C报道了以N-甲基二乙醇胺为原料，路易斯酸为催化剂，经反应制得N-甲基吗啉，所述的路易斯酸为：硫酸、磺酸、磷酸、亚磷酸、次磷酸、硼酸、硅酸、三氯化磷或干氯化氢气体，相对于N-甲基二乙醇胺，收率为93％；

方法二、中国专利CN101638397A报道了一种以N-甲基二乙醇胺为原料，于固定床反应器中，经颗粒型固体超强酸催化反应制得N-甲基吗啉。所述的固体超强酸为：SO₄^2-/M_xO_y类固体超强酸，其中M_xO_y是指ZrO₂、TiO₂、SnO₂、Al₂O₃或及其复合物，总收率为81％。

采用上述2种方法均不能制备获得THBA。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种催化剂-硅铝负载固体酸催化剂的制备方法，以及N,N-二甲基乙醇胺与N-甲基二乙醇胺在此催化剂的作用下反应生成N,N,N’-三甲基-N’-羟乙基-双-氨基乙基醚、N-甲基吗啉、双(2-二甲氨基乙基)醚的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种系列聚氨酯催化剂的制备方法，包括以下步骤：

一、制备硅铝负载固体酸催化剂：

(1)浸渍：

将载体浸入质量浓度为24～26％的硫酸铵水溶液中，浸泡20～30小时后过滤，所得滤渣于65～75℃下烘干至恒重；

再重复以上操作(即，重复上述浸泡、过滤、烘干)1～3次，得到沉淀物Ⅰ；

所述载体为SiO₂/Al₂O₃＝10:0～0:10的质量比(即，为单独的SiO₂、单独的Al₂O₃，或者为SiO₂：Al₂O₃＝10:1～1:10的质量比的混合物，最佳选择为SiO₂：Al₂O₃＝1:1)；

备注说明：上述浸泡过程中，必须始终保证载体被硫酸铵水溶液所浸没；一般而言，每50g载体配用100～150ml的上述硫酸铵水溶液；

(2)焙烧：