本發(fā)明屬于化工，尤其涉及一種利用鈦酸酯催化劑制備聚碳酸酯二元醇的方法。

背景技術(shù)：

1、聚碳酸酯二元醇作為一種關(guān)鍵的化工原料，在聚氨酯彈性體、聚酯多元醇及聚碳酸酯材料的制造中扮演著重要角色。傳統(tǒng)上，該原料主要通過光氣法或環(huán)狀碳酸酯的開環(huán)聚合來合成，然而這兩種方法存在顯著缺陷，如設(shè)備腐蝕嚴重、反應(yīng)條件苛刻等。

2、近年來，結(jié)合酯交換與縮聚反應(yīng)的新方法逐漸受到重視。此方法不僅能夠規(guī)避傳統(tǒng)方法中的諸多弊端，還能通過調(diào)整反應(yīng)條件有效提升產(chǎn)物的分子量和產(chǎn)率。

3、目前，制備聚碳酸酯二元醇的主要技術(shù)路徑是先利用酯交換反應(yīng)將碳酸二甲酯(dmc)與1,6-己二醇(hdo)轉(zhuǎn)化成低分子量的聚碳酸酯二元醇，隨后通過縮聚反應(yīng)進一步增加其分子量。在此過程中，催化劑的應(yīng)用至關(guān)重要，用以加快反應(yīng)速度并提高效率。鈦酸異丙酯因其高活性和穩(wěn)定性而成為常用的催化劑選擇。

4、盡管現(xiàn)有的技術(shù)已經(jīng)能夠成功制備聚碳酸酯二元醇，但在實際應(yīng)用中仍然面臨若干挑戰(zhàn)：1）高能耗：當(dāng)前的方法通常要求在高溫高壓條件下運行，這不僅加大了設(shè)備投資，也提高了能源消耗。2）副產(chǎn)品影響：反應(yīng)過程中可能產(chǎn)生的副產(chǎn)品對最終產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)率造成不利影響。3）工藝復(fù)雜性：為了確保產(chǎn)品質(zhì)量，必須精確控制反應(yīng)條件（如溫度、壓力和時間），這增加了生產(chǎn)的復(fù)雜度和技術(shù)要求。

5、因此，針對以上現(xiàn)狀，迫切需要開發(fā)一種能在溫和條件下操作、減少副產(chǎn)品生成、同時簡化生產(chǎn)工藝的利用鈦酸酯催化劑制備聚碳酸酯二元醇的方法，以克服當(dāng)前實際應(yīng)用中的不足。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種利用鈦酸酯催化劑制備聚碳酸酯二元醇的方法，旨在解決上述背景技術(shù)中提到的問題。

2、本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種利用鈦酸酯催化劑制備聚碳酸酯二元醇的方法，包括以下步驟：

3、步驟一、酯交換反應(yīng)

4、以碳酸二甲酯與1,6-己二醇的摩爾比為1.1～1.5:1的比例混合，并添加占總原料量0.01%～2%的鈦酸異丙酯作為催化劑；

5、在常壓下，將混合物加熱至150～220℃進行酯交換反應(yīng)；初期采用全回餾模式反應(yīng)1～9小時，隨后在相同溫度范圍內(nèi)升溫，持續(xù)1～5小時，逐步采出碳酸二甲酯與甲醇形成的共沸物；

6、步驟二、縮聚反應(yīng)

7、在常壓和高純氮氣保護下，維持反應(yīng)溫度在150～220℃，繼續(xù)進行縮聚反應(yīng)3～8小時，得到聚碳酸酯二元醇粗品；

8、步驟三、減壓提純

9、在減壓3～20kpa、溫度150～220℃的條件下，反應(yīng)1～5小時，去除小分子聚合物及殘留的鈦酸異丙酯催化劑，得到聚碳酸酯二元醇。

10、進一步的技術(shù)方案，在步驟一中，原料中1,6-己二醇的轉(zhuǎn)化率達到95%以上。

11、進一步的技術(shù)方案，在步驟二中，最終獲得羥值介于51～61、分子量在1840～2200范圍內(nèi)的聚碳酸酯二元醇。

12、進一步的技術(shù)方案，在步驟三中，提純后的聚碳酸酯二元醇產(chǎn)品的羥值51～61、分子量1840～2200、分子量分布1.9～2.1，且不含催化劑。

13、本發(fā)明提供的一種利用鈦酸酯催化劑制備聚碳酸酯二元醇的方法，具有以下有益效果：

14、1）在常壓條件下，利用鈦酸異丙酯作為催化劑制備分子量為2000的聚碳酸酯二元醇，相較于傳統(tǒng)的高溫高壓操作，本方法不僅大幅降低了設(shè)備投入和操作難度，同時也提升了生產(chǎn)的安全性和效率。

15、2）本發(fā)明選用了鈦酸異丙酯作為催化劑，該催化劑具備出色的催化活性和穩(wěn)定性。在酯交換反應(yīng)中，它能顯著促進1,6-己二醇（hdo）的高效轉(zhuǎn)化；而在縮聚反應(yīng)階段，通過保持恒定的反應(yīng)溫度，可進一步提高聚碳酸酯二元醇的分子量。這種高效的催化機制不僅加快了生產(chǎn)流程，還有效降低了成本，確保最終產(chǎn)品收率超過90%。

16、3）本發(fā)明在提純步驟中采用了減壓處理，具體是在3kpa～20kpa的壓力、150℃～220℃的溫度范圍內(nèi)反應(yīng)1～5小時。這一過程有效去除了小分子聚合物及殘留的鈦酸異丙酯催化劑，從而獲得了分子量分布狹窄的聚碳酸酯二元醇。這樣的產(chǎn)品特性對于保證材料性能的穩(wěn)定性和可靠性尤為重要。

17、4）本發(fā)明采用的酯交換法制備聚碳酸酯二元醇，主要原料為碳酸二甲酯（dmc）和1,6-己二醇（hdo），這兩種原料市場供應(yīng)充足。更重要的是，整個制備過程不涉及任何有毒或有害物質(zhì)，如光氣，因此具有明顯的環(huán)保優(yōu)勢。

18、綜上所述，本發(fā)明通過在常壓下使用高效的鈦酸異丙酯催化劑，實現(xiàn)了窄分子量分布聚碳酸酯二元醇的制備。該方法不僅操作條件溫和、生產(chǎn)效率高、成本低廉，而且催化劑沸點低易于去除，環(huán)境友好，相比現(xiàn)有技術(shù)展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢。

技術(shù)特征：

1.一種利用鈦酸酯催化劑制備聚碳酸酯二元醇的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鈦酸酯催化劑制備聚碳酸酯二元醇的方法，其特征在于，在步驟一中，原料中1,6-己二醇的轉(zhuǎn)化率達到95%以上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用鈦酸酯催化劑制備聚碳酸酯二元醇的方法，其特征在于，在步驟二中，最終獲得羥值介于51～61、分子量在1840～2200范圍內(nèi)的聚碳酸酯二元醇。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用鈦酸酯催化劑制備聚碳酸酯二元醇的方法，其特征在于，在步驟三中，提純后的聚碳酸酯二元醇產(chǎn)品的羥值51～61、分子量1840～2200、分子量分布1.9～2.1，且不含催化劑。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明適用于化工技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種利用鈦酸酯催化劑制備聚碳酸酯二元醇的方法，包括以下步驟：步驟一、酯交換反應(yīng)：以碳酸二甲酯與1,6?己二醇的摩爾比為1.1～1.5:1的比例混合，并添加占總原料量0.01%～2%的鈦酸異丙酯作為催化劑，將混合物進行酯交換反應(yīng)；步驟二、縮聚反應(yīng)，得到聚碳酸酯二元醇粗品；步驟三、減壓提純，去除小分子聚合物及殘留的鈦酸異丙酯催化劑，得到高純度的聚碳酸酯二元醇。本發(fā)明通過在常壓下使用高效的鈦酸異丙酯催化劑，實現(xiàn)了高純度、窄分子量分布聚碳酸酯二元醇的制備，不僅操作條件溫和、生產(chǎn)效率高、成本低廉，而且催化劑沸點低易于去除，環(huán)境友好。

技術(shù)研發(fā)人員：李凱凱,張仁杰,馬立軍,郝小軍,曹德龍,楊曉宏
受保護的技術(shù)使用者：山東?？菩略床牧峡萍脊煞萦邢薰?br/>技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6