[发明专利]碱催化的烷氧基化产物的处理

说明书

本发明涉及一种使用含磺酸的离子交换剂处理碱催化的烷氧基化产物的方法，包括提供包含待处理的碱催化的烷氧基化产物、具有1‑4个碳原子的醇和水的混合物的步骤，用含磺酸的阳离子交换剂在＞40℃下处理该混合物的步骤，并从如此处理的混合物中除去烷氧基化产物的步骤。

本发明涉及使用含磺酸的离子交换剂处理碱催化的烷氧基化产物的方法。本发明还涉及由此可获得的烷氧基化产物及其用于制备无碱金属和低气味的派生产物如硅氧烷聚醚和表面活性剂的用途。

如碱金属氢氧化物和碱金属醇盐的碱性催化剂广泛用于烷氧基化反应。这包括在强碱性条件下将环氧烷烃如环氧乙烷和环氧丙烷加成到通常为羟基或羧基官能的起始化合物如醇、酚或羧酸上。所得到的烷氧基化产物，通常称为聚醚、聚醚醇或聚醚多元醇，其未加工状态包括碱性催化剂的残余物，并且在大多数情况下必须在施用前的下游工艺步骤中进行后处理，即中和，去除碱性残余物和盐残余物并且过滤。

通常通过添加磷酸或硫酸水溶液来实现中和。催化剂残余物最初转化为碱金属磷酸盐、碱金属磷酸氢盐、碱金属硫酸盐或碱金属硫酸氢盐，在蒸馏除去水后沉淀，随后通过过滤除去。碱金属盐的去除通常是耗时且是决定质量的步骤。所实现的盐去除通常不是定量的，因为一部分保持溶解在聚醚中而另一部分处于使用合理的技术手段(即使使用助滤剂)也无法从最终产物中完全除去的这种精细结晶状态。在中和之后被聚醚污染的盐残余物保留在生产反应器中，并且在间歇操作中在下一次生产开始之前需要溶解/冲洗掉。由此产生被有机盐残余物污染的废水。获得的废产物是潮湿的含聚醚的滤饼，其需要处理并导致产率损失。

取决于聚醚的化学组成，碱性烷氧基化物与羧酸如乙酸或乳酸的中和经常产生不能通过沉淀和过滤除去的可溶性碱金属羧酸盐。虽然这避免了许多上述处理步骤和缺点，但溶解在最终产物中的碱金属羧酸盐对于许多应用来说是不希望的副产物。因此，羧酸盐比例对中和的聚醚的后续反应具有破坏性影响。氢硅氧烷与末端不饱和聚醚如烯丙基聚醚的铂催化氢化硅烷化反应常常产生抑制Pt催化剂的催化剂毒物。当碱金属羧酸盐溶解在聚醚中时，进一步的化学处理，例如用疏水结构单元如硅氧烷或烃基改性聚醚，使得所述羧酸盐从形成的反应产物中沉淀出来并引起不可接受的雾度(haze)。派生产物的高粘度通常使得破坏性盐残余物的后续过滤成为不可能，因此盐应该直接从烷氧基化产物中并在进一步处理之前除去。

聚醚是非常通用的化合物。一类重要的派生产物是聚醚-硅氧烷共聚物，也称为聚醚硅氧烷、聚醚硅酮或硅酮聚醚。广泛的适用性源于通过硅氧烷和聚醚结构的适当组合实现多种操作原理的有针对性调节的能力。特别重要的是衍生自烯丙醇的聚醚，其在Pt催化剂存在下与Si-H-官能的硅氧烷反应，得到SiC键合的聚醚硅氧烷。碱催化的烯丙基聚醚的生成不可避免地导致一部分烯丙基的异构化，以提供热力学上更稳定的丙烯基。氢化硅烷化反应需要末端双键用于Si-C键形成反应，因此在聚醚硅氧烷合成的背景下形成的丙烯基聚醚是非反应性副产物。这通过在氢化硅烷化中使用相当多的过量聚醚组分来处理，以确保定量的Si-H转化。

如在DE 10024313 A1中所公开的，丙烯基聚醚的存在引起各种其他不希望的性质。在(大气)湿气的影响和痕量酸的促进下，丙烯基聚醚水解。丙醛随时间释放并部分脱气。在次级反应中由丙醛形成环状低聚物(aldoxane、三氧杂环己烷)以及具有反向裂解倾向并因此具有更新的醛释放倾向的缩醛。特别是在个人护理领域和内部使用的产品需要气味中性，因此经常进行后处理。甚至在聚醚生产期间通过醛与OH官能的聚醚反应通常形成缩醛。缩醛通过增加的摩尔质量增加粘度并且使最终产物的所需性质偏离。

现有技术描述了用于避免或补救基于烯丙基聚醚的系统的所述问题的各种方法：

EP 0118824 A1描述了聚醚硅氧烷作为用于化妆目的的油，其具有≤100ppm的含羰基化合物(醛和酮)的总含量，其通过在抗氧化剂存在下和任选存在的缓冲剂下氢化硅烷化获得。