[发明专利]一种高分子量窄分布金属热处理用水性聚醚聚烷撑乙二醇及制备方法

说明书

本发明涉及一种高分子量窄分布金属热处理用水性聚醚聚烷撑乙二醇及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：(1)以多元醇为第一起始剂，以金属碱为第一催化剂，脱水后滴加环氧化合物反应，经熟化、脱气、降温后得到聚烷撑乙二醇聚醚中间体；(2)以步骤(1)制备得到的聚烷撑乙二醇聚醚中间体为第二起始剂，以碱金属氢化物为第二催化剂，脱水后滴加环氧化合物，经熟化、脱气、降温后得到所述高分子量窄分布水性聚醚聚烷撑乙二醇。本发明的制得的聚烷撑乙二醇聚醚数均分子量在10000～50000，分子量分布系数MW/MN＝1.15‑1.4，分子量高，分子量分布窄，对应的40℃运动粘度可达是15000‑80000mm²/s，粘度指数400‑550，粘度高，增稠性、抗剪切性、粘温性能都十分优异。

技术领域

本发明涉及金属热处理技术领域，具体涉及一种高分子量窄分布水性聚醚聚烷撑乙二醇及制备方法。

背景技术

金属热处理是将金属或合金工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度在不同的介质中冷却，通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构来控制其性能的一种工艺。在金属热处理的过程中，一般使用油性物质作为热处理介质，简称油基液。但油基液在使用时容易产生大量烟雾，污染环境，不环保，且对人员造成伤害。

聚烷撑乙二醇，英文名为PAG，又称聚醚合成油，或水性聚醚聚烷撑乙二醇，目前广泛用于淬火油(quenchant)，金属加工液(metalworking fluid)，食品级润滑油(food-grade lubricant)、液压油(hydraulic oil)，压缩机油。水性聚醚聚烷撑乙二醇用作淬火油时，稳定性较好，氧化降解性和老化速率相对较低，无烟、无毒、无腐蚀、不燃烧、使用安全、无环境污染，并能有效降低工件的开裂，而且成本低。但是，现有的水性聚醚聚烷撑乙二醇分子量分布较宽，实际分子量与设计分子量相差较大，如果要达到相同的粘度，需要设计分子量远远大于实际分子量，这样不仅成本增加，而且聚醚的各种性能也随之下降，比如其粘度指数降低，粘温性能差，在应用于淬火液领域时，低温淬火速度快，容易引起金属开裂等。另外，宽分布聚醚在反应中往往伴随着双键异构化等副反应，色值较深，严重影响聚醚的品质。

因此，本领域急需开发一种窄分布、高分子量、高粘度、高粘度指数、高性能的水性聚醚聚烷撑乙二醇及制备方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高分子量窄分布金属热处理用水性聚醚聚烷撑乙二醇的制备方法。

本申请之目的还在于提供一种通过上述制备方法制备得到的水性聚醚聚烷撑乙二醇。

为了实现本发明之目的，本申请提供以下技术方案。

在第一方面中，本申请提供一种高分子量窄分布金属热处理用水性聚醚聚烷撑乙二醇的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)以多元醇为第一起始剂，以金属碱为第一催化剂，脱水后滴加环氧化合物反应，经熟化、脱气、降温放料后得到聚烷撑乙二醇聚醚中间体；

(2)以步骤(1)制备得到的聚烷撑乙二醇聚醚中间体为第二起始剂，以碱金属氢化物为第二催化剂，脱水后滴加环氧化合物反应，经熟化、脱气、降温后得到所述高分子量窄分布金属热处理用水性聚醚聚烷撑乙二醇。

在第一方面的一种实施方式中，步骤(1)所述多元醇为官能度2～6的含活泼氢的醇类化合物，优选的，所述多元醇是乙二醇、二甘醇、丙二醇、甘油、季戊四醇、山梨醇或甘露醇中的一种

在第一方面的一种实施方式中，步骤(1)制备的聚醚中间体，分子量低，对催化体系的要求低，因此用常规的金属碱催化剂：氢氧化钾、氢氧化钠、甲醇钾或甲醇钠中的一种，且在步骤(1)中，所述第一催化剂占反应体系总质量的0.1％～1％。