專利名稱：氧化乙烯開環(huán)聚合催化劑的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于氧化乙烯開環(huán)聚合催化劑的合成方法。
70年代～80年代美國(guó)聯(lián)合碳化物公司連續(xù)公開了兩篇用于氧化乙烯開環(huán)聚合的堿土金屬催化劑專利，并由此催化劑得到分子量大于600萬的聚氧化乙烯(PEO)，美國(guó)專利U.S.Pat.No.4193892,U.S.Pat.No.4267309公開了氧化乙烯開環(huán)聚合的堿土金屬催化劑，該催化劑的特點(diǎn)是在常溫下有高活性，但這些專利都沒有給出具體的催化劑合成工藝，而且到目前為止還沒有有關(guān)聚氧化乙烯載體催化劑的合成方法公開。
本發(fā)明的目的是提供一種氧化乙烯開環(huán)聚合催化劑的合成方法。該催化劑由堿土金屬鈣、氨、載體和改進(jìn)劑組成，用于聚氧化乙烯的合成。
本發(fā)明將堿土金屬鈣溶于脫水的氨中，形成“六氨鈣”Ca(NH3)6，同時(shí)加入載體。在催化劑中加入載體可明顯增加催化活性中心的數(shù)量。由此得到的催化劑低溫活性高，聚合效率高，所得到的聚氧化乙烯的分子量可超過800萬。
本發(fā)明是將金屬鈣，純度大于99.9％，溶于脫水的氨中，氨與金屬鈣的重量比為5∶1～50∶1，同時(shí)加入載體，載體為金屬氧化物、納米金屬氧化物和超細(xì)二氧化硅，載體與鈣的重量比為0.5∶1～5∶1。然后加入改進(jìn)劑，改進(jìn)劑由環(huán)氧丙烷和乙腈組成，改進(jìn)劑的加入量與鈣的重量比為0.5∶1～3∶1，其中乙腈的加入量與環(huán)氧丙烷加入量的重量比為0∶1～3∶1，整個(gè)過程保持溫度為-50℃～-20℃，待充分反應(yīng)后將大量氨蒸發(fā)，剩下的殘余固狀物在150℃～230℃下陳化1～2小時(shí)，最后得到白色粉狀催化劑。
本發(fā)明由于加入催化劑載體，明顯提高催化效率，催化劑的加入量小于單體重量的0.5％，聚合溫度為20～30℃，聚合時(shí)間為2～5小時(shí)。
本發(fā)明提供的實(shí)施例如下實(shí)施例1將金屬鈣，純度大于99.9％，活性氧化鋁載體和脫水氨加入反應(yīng)釜，氨與鈣的重量比為10∶1，保持溫度在-35℃,活性氧化鋁與鈣的重量比為1∶1,再加入改進(jìn)劑，改進(jìn)劑的加入量與鈣的重量比為2∶1，其中乙腈與環(huán)氧丙烷的重量比為0.5∶1，保持溫度在-35℃。充分反應(yīng)后將反應(yīng)釜加熱，將氨蒸發(fā)并回收，最后維持反應(yīng)釜溫度在180℃，陳化1小時(shí)，得到白色粉狀催化劑。
實(shí)施例2將金屬鈣、活性氧化鋁和脫水氨加入反應(yīng)釜，然后加入同上改進(jìn)劑，整個(gè)過程保持溫度為-50℃，其它與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例3將金屬鈣、活性氧化鋁和脫水氨加入反應(yīng)釜，然后加入同上改進(jìn)劑，整個(gè)過程保持溫度為-20℃，其它與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例4將催化劑載體由活性氧化鋁改為懸浮二氧化硅，其它與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例5將催化劑載體由活性氧化鋁改為納米氧化鋁，其它與表1改變催化劑合成溫度和載體得到的聚合物分子量 注聚合時(shí)載體催化劑與單體的重量比均為0.5％。
實(shí)施例6將活性氧化鋁載體與鈣的重量比變?yōu)?.5∶1，其它與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例7將活性氧化鋁載體與鈣的重量比變?yōu)?∶1，其它與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例8將氨與金屬鈣的重量比變?yōu)?∶1，其它與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例9將氨與金屬鈣的重量比變?yōu)?0∶1，其它與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例10
將過量的氨蒸發(fā)后，維持陳化溫度150℃1小時(shí)，其它與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例11將過量的氨蒸發(fā)后，維持陳化溫度230℃1小時(shí)，其它與實(shí)施例1相同。
表2改變載體與鈣和氨與鈣的重量比和陳化溫度得到的聚合物分子量 注聚合時(shí)載體催化劑與單體的重量比均為0.5％。
實(shí)施例12將改進(jìn)劑的加入量與鈣的重量比變?yōu)?.5∶1，其中乙腈與環(huán)氧丙烷的重量比仍為0.5∶1，其它與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例13將改進(jìn)劑的加入量與鈣的重量比變?yōu)?∶1，其中乙腈與環(huán)氧丙烷的重量比仍為0.5∶1，其它與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例14
將改進(jìn)劑中其中乙腈與環(huán)氧丙烷的重量比變?yōu)?∶1，其它與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例15將改進(jìn)劑中其中乙腈與環(huán)氧丙烷的重量比變?yōu)?∶1，其它與實(shí)施例1相同。
表3改變改進(jìn)劑與鈣和乙腈與環(huán)氧丙烷的重量比得到的聚合物分子量 注聚合時(shí)載體催化劑與單體的重量比均為0.5％。
權(quán)利要求
1．一種氧化乙烯開環(huán)聚合催化劑的合成方法，其特征在于將金屬鈣，純度大于99.9％，溶于脫水的氨中，氨與金屬鈣的重量比為5∶1～50∶1，同時(shí)加入載體，載體為金屬氧化物、納米金屬氧化物和超細(xì)二氧化硅，載體與鈣的重量比為0.5∶1～5∶1。然后加入改進(jìn)劑，改進(jìn)劑由環(huán)氧丙烷和乙腈組成，改進(jìn)劑的加入量與鈣的重量比為0.5∶1～3∶1，其中乙腈的加入量與環(huán)氧丙烷加入量的重量比為0∶1～3∶1，整個(gè)過程保持溫度為-50℃～-20℃，待充分反應(yīng)后將大量氨蒸發(fā)，剩下的殘余固狀物在150℃～230℃下陳化1～2小時(shí)，最后得到白色粉狀催化劑。
2．如權(quán)利要求1所述的氧化乙烯開環(huán)聚合催化劑的合成方法，其特征在于金屬氧化物載體為活性氧化鋁。
3．如權(quán)利要求1所述的氧化乙烯開環(huán)聚合催化劑的合成方法，其特征在于納米金屬載體氧化物為納米氧化鋁。
全文摘要
本發(fā)明屬于氧化乙烯開環(huán)聚合催化劑的合成方法。該方法催化劑載體選擇金屬氧化物或納米金屬氧化物和超細(xì)二氧化硅和改進(jìn)劑組成,改進(jìn)劑由氧化烯烴和腈的有機(jī)化合物組成,用于聚氧化乙烯的合成。在催化劑中加入載體可明顯增加催化活性中心的數(shù)量。由此得到的催化劑低溫活性高,聚合效率高,所得到的聚氧化乙烯的分子量可超過800萬。
文檔編號(hào)C08G65/10GK1306023SQ00136538
公開日2001年8月1日 申請(qǐng)日期2000年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月29日
發(fā)明者周偉平, 柳希春, 姜連升 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所, 長(zhǎng)春市大地精細(xì)化工有限責(zé)任公司