[发明专利]一种聚醚胺合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由聚醚多元醇制聚醚胺的方法。

背景技术

聚醚胺是一类由氨基或者仲氨基封端的聚环氧烷烃化合物，根据分子量、官能团数量可分为多种系列产品。特定的分子结构决定了其特有的性质和特殊的应用，他们广泛应用于聚氨酯/聚脲，环氧树脂固化剂，表面活性剂等领域。通过选择不同的聚氧化烷基结构，可调节聚醚胺的反应活性、韧性、粘度以及亲水性等一系列性能，而胺基提供给聚醚胺与多种化合物反应的可能性。其特殊的分子结构赋予了聚醚胺优异的综合性能，目前商业化的聚醚胺包括单官能、双官能、三官能，分子量从230到5000的一系列产品。在聚脲喷涂、大型复合材料制成以及环氧树脂固化剂等众多领域得到了广泛应用。聚醚胺可以作为环氧树脂的高性能固化剂，用于生产高强度、高韧性的复合材料；作为聚脲材料的关键组分，在高铁桥梁、跨海大桥、水坝、大型场馆等混凝土结构的防水体系有很多应用实例，并表现出了优异的性能；具有较低的粘度，应用于环氧地坪或者防腐涂料时，可以减少溶剂用量，降低体系粘度；作为环氧树脂固化剂，完全固化后具有极佳的韧性和耐疲劳性能，在胶黏剂和结构胶中应用广泛；具有极浅的色度和较佳的耐黄变性能，可用于饰品制造。

美国专利US3236895报道，首先使用镭尼镍催化剂氨解聚醚二元醇制备ATPE，反应温度235～255℃，压力14.0～17.0MPa，并加入适量溶剂(无水乙醇或环己烷)，报道的转化率仅有40％～50％。

德国专利EP0081701A，用通用镭尼镍催化剂将分子量6000的聚醚三元醇氨解为聚醚三元胺，其转化率仅为80％。

美国专利US5003107，选用镍铜钼的混合体，其中镍含量70～75％，铜含量20～25％，钼含量1～5％，对分子量1000及2000的聚四氢呋喃聚醚氨化过程中，转化率91～96％，伯胺含量占宗胺含量92～97％，温度160～190℃，压力14.0～17.0MPa。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备聚醚胺的方法，其特点是高转换率，高伯胺选择性。

为了实现上述目的，本发明提供一种聚醚胺的合成方法，包括以下步骤：聚醚多元醇与氨气依次通入加载了Ni-Cu-Cr催化剂的第一固定床装置和第二固定床装置，加热加压反应，得到所述产品聚醚胺。

进一步的，所述第一固定床装置中加热温度为170～230℃，压力2.0～10.0MPa；第二固定床装置中加热温度170～230℃，压力2.0～10.0MPa。

更进一步的，所述第一固定床装置中加热温度为160～220℃，压力4.0～7.0MPa；第二固定床装置中加热温度180～210℃，压力4.0～7.0MPa。

进一步的，所述氨气加入量为所述聚醚胺中羟基的摩尔量的2-15倍，优选4-8倍。

采用上述技术方案，使用分段式装置反应，能够提高多元醇转化率，并且提高了伯胺选择性，增加体积空速，增加产能，减少能耗。

进一步的，所述第一固定床装置中得到的反应液经过除水步骤后，再进入第二固定床装置。通过除水步骤，除去反应体系中的水分，使得反应更容易向正方向进行。

进一步的，所述聚醚多元醇相对所述Ni-Cu-Cr催化剂的体积空速为0.1～2:1。

更进一步的，所述聚醚多元醇相对所述Ni-Cu-Cr催化剂的体积空速为0.4～1:1。

进一步的，所述第一固定床装置中加载的催化剂的量大于或等于所述第二固定床装置中加载的催化剂的量。

进一步的，所述Ni-Cu-Cr催化剂中，按质量百分比计，镍含量20～70％(优选40～60％)，铜含量1～15％(优选3～8％)，铬含量0.1～3％(优选0.5～2％)，其余为Al₂O₃、SiO₂、TiO₂和ZrO₂中的一种或多种。

进一步的，所述Ni-Cu-Cr催化剂的制备方法为：按需称取Ni、Cu、Cr对应的盐，依次经过沉淀、老化、干燥、焙烧、压片操作形成催化剂，碾磨成粉末，装填入还原装置中进行催化剂活化，所述催化剂活化采用：还原温度180～350℃，还原时间8～14h，GHSV＝800～1200h^-1。

具体实施方式