[发明专利]一种聚合物多元醇及其制备方法

说明书

本发明提供了一种聚合物多元醇的制备方法，即在非重金属中心催化体系的作用下，将环氧化物、二氧化碳、环酯、环状酸酐中的一种或多种进行开环(共)聚合，得到聚合物多元醇；所述非重金属中心催化体系包括铝卟啉低聚物催化剂(具有式I结构)和起始剂；所述聚合物多元醇为分子量1200‑10000、官能度2‑10、主链结构可调的聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚酯‑醚多元醇、聚(碳酸酯‑醚)多元醇以及它们的多元共聚物多元醇。本发明可实现具有不同碳酸酯单元含量(碳酸酯含量20‑80％)的聚(碳酸酯‑醚)多元醇的高效制备，产物中环状碳酸酯副产物的含量低于1％，从而从源头上降低生产过程中的分离能耗与成本问题。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其是涉及一种聚合物多元醇及其制备方法。

背景技术

聚氨酯是主链上含有重复单元为氨基甲酸酯基团的高分子化合物，是一类大宗高分子材料，广泛应用于建筑、交通、家具、日用品等领域，其全球年消耗量超过2000万吨。聚氨酯主要由多元异氰酸酯和含端羟基的多元醇反应制备得到。其中，多元醇的质量分数为60-80％，是聚氨酯工业中的核心原料。传统的多元醇主要是聚酯或聚醚型多元醇，以聚酯多元醇为基础的聚氨酯材料通常具有力学性能好、耐氧化性能好、耐油耐磨等特点，以聚醚多元醇为基础的聚氨酯材料通常具有低温柔顺性好、耐水解性能突出等特点。

在众多多元醇生产方法中，利用含氧单体的开环(共)聚合路线具有原子经济性高、单体来源丰富、反应条件温和且高效的优势，得到的多元醇品种多，分子量规整性好。高效催化剂是开环聚合反应中的核心技术。

目前应用范围最广的催化剂为锌钴双金属氰化物(Zn-Co DMC)，在制备聚醚多元醇中具有活性高、分子量可控、不饱和度低等优势，更重要的是，DMC催化剂可实现新型二氧化碳基聚(碳酸酯-醚)多元醇的制备。WO/2013/010987公开了一种通过活化DMC催化剂的方法，可制备高碳酸酯含量的聚(碳酸酯-醚)多元醇。但是，DMC催化制备的聚(碳酸酯-醚)多元醇通常含有5wt％以上的副产物环状碳酸酯，这些环状碳酸酯的存在会影响后期聚氨酯的材料性能。CN201510470795报道了一种利用羧酸作为链转移剂并预先活化的方法降低环状副产物的生成，但是其环状碳酸酯的含量仍然高于4％。同时催化剂中含有钴金属、氰基等有毒物质，生产后催化剂的脱除也是必须的。由于产品后处理中需要同时去除副产物和催化剂，该方法存在明显的高分离能耗问题。因此，开发新颖高效的环境友好型催化体系同时兼具高选择性的特点，是多元醇合成领域中的研究热点。

因此，开发一种全能型催化体系，可以同时实现包括内酯、交酯、环状酸酐等多种其他含氧单体的开环(共)聚合反应，对调控多元醇产品结构、丰富多元醇产品种类具有重要的意义。该变革性的新技术将会强力推动聚氨酯领域的进一步发展。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种聚合物多元醇的制备方法，本发明提供的催化体系制备聚合物多元醇具有良好的活性、选择性和对调聚反应的控制能力。

本发明提供了一种聚合物多元醇的制备方法，包括：

在非重金属中心催化体系的作用下，将环氧化物、二氧化碳、环酯、环状酸酐中的一种或两种进行开环(共)聚合，得到聚合物多元醇；

所述非重金属中心催化体系包括铝系催化剂和起始剂；

所述铝系催化剂为铝卟啉低聚物催化剂，具有式I结构：

式I中，所述C1为主链结构，如式(II)所示；所述C2为键链基团，键链基团具有式III、式IV或式V结构，所述por-Al是具有式VI的铝卟啉配合物：