[go: up one dir, main page]

CN110614122B - 一种负载型硅氢加成催化剂的制备方法 - Google Patents

一种负载型硅氢加成催化剂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110614122B
CN110614122B CN201810637107.5A CN201810637107A CN110614122B CN 110614122 B CN110614122 B CN 110614122B CN 201810637107 A CN201810637107 A CN 201810637107A CN 110614122 B CN110614122 B CN 110614122B
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalyst
polyether
reaction
monomer
foam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810637107.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110614122A (zh
Inventor
叶天
刘运海
信勇
鞠昌迅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wanhua Chemical Group Co Ltd
Original Assignee
Wanhua Chemical Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wanhua Chemical Group Co Ltd filed Critical Wanhua Chemical Group Co Ltd
Priority to CN201810637107.5A priority Critical patent/CN110614122B/zh
Publication of CN110614122A publication Critical patent/CN110614122A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110614122B publication Critical patent/CN110614122B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/165—Polymer immobilised coordination complexes, e.g. organometallic complexes
    • B01J31/1658—Polymer immobilised coordination complexes, e.g. organometallic complexes immobilised by covalent linkages, i.e. pendant complexes with optional linking groups, e.g. on Wang or Merrifield resins
    • B01J31/1683—Polymer immobilised coordination complexes, e.g. organometallic complexes immobilised by covalent linkages, i.e. pendant complexes with optional linking groups, e.g. on Wang or Merrifield resins the linkage being to a soluble polymer, e.g. PEG or dendrimer, i.e. molecular weight enlarged complexes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/22—Organic complexes
    • B01J31/2282—Unsaturated compounds used as ligands
    • B01J31/2291—Olefins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61—Surface area
    • B01J35/618—Surface area more than 1000 m2/g
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/42—Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences
    • C08G77/46—Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences containing polyether sequences
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00—Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/02—Compositional aspects of complexes used, e.g. polynuclearity
    • B01J2531/0261—Complexes comprising ligands with non-tetrahedral chirality
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584—Recycling of catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Polyethers (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

本发明公开了一种负载型硅氢加成催化剂的制备方法。以聚氨酯软质泡沫中的聚醚链段为催化剂载体，首先合成具有连续不饱和链段的软泡聚醚，然后采用常规聚氨酯软质泡沫配方进行发泡反应，最后，泡沫采用浸渍法加入氯铂酸溶液中，加入还原剂室温搅拌后洗涤烘干，得到负载型催化剂。本发明提供的催化剂是负载型的非均相催化剂，具有高效催化、可回收、可循环利用、可塑形等特点；能有效地催化多种含硅氢键的硅烷或硅氧烷与不饱和烃的硅氢化反应，应用范围比较广泛；制备方法简单，易于控制，并可循环利用。

Description

一种负载型硅氢加成催化剂的制备方法
技术领域
本发明涉及硅氢加成催化剂及其制备方法。具体来讲是涉及一种负载型硅氢加成卡斯特催化剂的制备方法。
背景技术
硅氢加成反应是指含有Si—H键的有机硅化合物与不饱和化合物在一定条件下进行的加成反应，在有机硅化学领域占有重要的地位。在催化该类反应过程中，一类最有效的催化剂是以铂为代表的配位过渡金属催化剂，自1957年 Speier发现氯铂酸的异丙醇溶液具有极高的催化活性后，0价配位铂催化剂成为该领域最有效的催化剂形式。
0价铂催化剂又称卡斯特催化剂，是采用一类具有空间相邻乙烯基构象的桥结构的有机配体与氯铂酸溶液在碳酸氢钠等还原剂的溶液中还原成配位化合物的茂金属催化剂，其通常表现为均相催化剂，配体的选择与底物的极性有关。但由于铂金属较为稀缺，且该催化剂具有难以回收的问题，成本较高一直是制约其使用范围扩大的重要因素。
由于上述问题的出现，非均相负载型卡斯特催化剂应运而生，其主要的合成方式在文献和专利中多有提及：
CN100398209公开了一种负载型硅氢化反应催化剂及其合成方法。以无机物为催化剂载体，用偶联剂在载体表面键接上硅-乙烯键，然后与六水合氯铂酸配位络合，形成催化硅氢化反应的负载型铂催化剂。本发明提供的催化剂是负载型的非均相催化剂，具有高效催化等功效，但二氧化硅基的载体为提高催化效率，降低粒径提高比表面积，导致实际催化剂的过滤效率较低，分离能耗大，且催化剂极易出现聚合物堵塞活性位点等问题。
CN101426574公开了一种多相硅氢化催化剂的制备方法，其主要路线是合成直径小于300nm的Pt金属颗粒，将上述金属颗粒物理吸附于聚电解质层(聚二丙基二甲氯化铵)上，最后吸附于颗粒，粉末，薄片，碎片，碎块，和粒料等载体上，获得非均相催化剂。但该方法制备的聚合物载体比表面积较小，催化效率较低，且物理吸附再生能力较差。
针对现有卡斯特催化剂存在的问题，需要开发一种新的卡斯特催化剂制备方法，从而获得高比表面积、易回收、催化效率高，不易失活的催化剂产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有高效催化、可回收、可循环利用、可塑形的一种负载型硅氢加成催化剂的制备方法。
本发明通过合成具有多乙烯基桥结构的聚醚并用其制备聚氨酯泡沫并浸渍在氯铂酸溶液中还原配位干燥，最后获得含有0价铂配位结构的聚氨酯泡沫，该产品具有高比表面积、易回收、催化效率高、催化剂不易失活、催化剂外形可控等优良特点，与其他负载型铂催化剂相比，更适合工业化放大。
为达到以上发明目的，本发明的技术方案如下：
一种负载型硅氢加成催化剂的制备方法，包括如下步骤：
A、以含有环氧基团和不饱和双键的原料制备含有多乙烯基桥结构的聚醚多元醇(其主链结构如式I所示)；
B、以上述聚醚多元醇为原料进行发泡反应制备聚氨酯软质泡沫；
C、将聚氨酯软质泡沫为载体采用浸渍法制备卡斯特催化剂并干燥。
Figure BDA0001701079140000031
其中，R＝H或CH3，n2,n3至少一个不为0，n1和n4至少一个不为0，且 n1+n4≧2,R1为起始剂基团残基，即起始剂参与反应后的剩余基团，聚醚多元醇的分支结构由起始剂官能度决定，即式I主链结构可以是一个以上，例如起始剂是三个官能度，则聚醚包含三个式I主链结构。以甘油为起始剂为例，聚醚多元醇结构如下：
Figure BDA0001701079140000032
本发明中，步骤A得到的聚醚多元醇分子量为700～10000(重均分子量)，标称官能度为1～6，优选2～6。
注释：标称官能度即起始剂的对应基团官能度即为最终未封端聚醚多元醇的官能度，是理论官能度，不考虑产品合成过程中的链转移、不饱和度等问题。
本发明中，步骤A中所述的聚醚多元醇制备包含以下步骤：
1)以水、一元醇和多元醇中的一种或多种为起始剂，加入催化剂，氮气置换，减压升温反应，脱除反应生成的水；2)向步骤1)体系中加入含有环氧基团和不饱和双键的特种功能单体，环氧乙烷和/或环氧丙烷，升温反应至压力不再变化，熟化得到粗聚醚产品；所述的特种功能单体，环氧乙烷和/或环氧丙烷的加入顺序无要求，但要求为特种功能单体嵌段一次性插入，即特种功能单体在步骤1)后立即加入或特种功能单体在PO/EO加入部分或全部后再加入，也可用于聚醚封端；优选特种功能单体在步骤1)后立即加入；3)粗聚醚产品中和后加入吸附剂精制、过滤后得到目标聚醚多元醇(式I)。
本发明的聚醚多元醇制备中，所述的步骤1)中催化剂占聚醚单体(EO+PO+ 特种功能单体)和起始剂总量的投料质量分数为0.1％～1％。
本发明的聚醚多元醇制备中，所述的步骤1)中催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、甲醇钾中的一种或多种。
本发明的聚醚多元醇制备中，所述的步骤1)中起始剂为水(标称官能度 2)、标称官能度为1～6的一元醇和标称官能度为1～6的多元醇中的一种或多种。
例如，所述的起始剂可以为甲醇(标称官能度1)、乙醇(标称官能度1)、乙二醇单甲醚(标称官能度1)、1,2-丙二醇单甲醚(标称官能度1)、二乙二醇单甲醚(标称官能度1)、乙二醇(标称官能度2)、1，2-丙二醇/1，3-丙二醇(标称官能度2)、新戊二醇(标称官能度2)、甘油三醇(标称官能度3)、三羟甲基丙烷(标称官能度3)、季戊四醇(标称官能度4)、失水山梨醇(标称官能度4)、山梨醇(标称官能度6)、葡萄糖(标称官能度6)、蔗糖(标称官能度10)中的一种或多种。优选起始剂的用量为最终制备聚醚总质量的0.1％～26％。
本发明的聚醚多元醇制备中，所述的步骤1)的反应温度为80～120℃，减压条件为-0.095～-0.1MPa，反应时间为1～3h。
本发明的聚醚多元醇制备，所述的步骤2)反应温度为100～150℃。
优选地，所述的步骤2)的特种功能单体可以是烯丙基缩水甘油醚、甲基烯丙基缩水甘油醚、丙烯酸缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油醚中的一种或多种。
本发明的聚醚多元醇制备中，所述的步骤2)中的特种功能单体占聚醚单体总量(EO+PO+特种功能单体)的质量分数为1％～40％，优选10％～30％。
本发明的聚醚多元醇制备中，所述的步骤2)反应时间为1～20h。
本发明的聚醚多元醇制备中，所述的步骤2)中反应压力为0.05～0.5MPa。
本发明的聚醚多元醇制备中，所述的步骤2)中环氧乙烷占聚醚单体总量 (EO+PO+特种功能单体)的质量分数为0～99％，(具体用量根据应用对象调整，其中EO用量较多适合水溶性、高极性体系催化，且泡沫制备时开孔率高，比表面积大，PO相反。)相对的，环氧丙烷单体占总单体用量的0～99％(EO+PO+ 特种功能单体)。
本发明的聚醚多元醇制备中，所述的步骤2)熟化时间为1～5h；
本发明的聚醚多元醇制备中，优选地，所述的步骤3)中的中和剂为磷酸水溶液；磷酸用量为粗聚醚总质量的0.1％～1％，水用量为粗聚醚总质量的1％～10％，所述的吸附剂为硅酸镁；用量为粗聚醚总质量的0.1％～8％，所述的助滤剂为硅藻土，用量为粗聚醚总质量的0.01～1％。
本发明的催化剂制备中，步骤B聚氨酯软质泡沫的配方及制备方法为本领域技术人员的公知技术，可以参考专利CN102408538等相关泡沫配方及制备专利。例如采用以下配方进行发泡得到：
本发明制备的聚醚多元醇：100份
水：1～10份
物理发泡剂：0.01～50份
硅油：0～5份
交联剂：0～5份
发泡催化剂：0.01～1份
凝胶催化剂：0.01～1份
抗氧剂：0～1份
抗黄变剂：0～1份
异氰酸酯：30～100份
异氰酸酯指数为50～200。
其中，物理发泡剂选自141b、二氯甲烷、丙酮中的一种或多种。
交联剂选自二乙醇胺、三乙醇胺、甘油、三羟甲基丙烷中的一种或多种。
发泡催化剂可以选自叔胺类催化剂，市售牌号A1、A33等，催化剂包括但不限于上述商品化催化剂。凝胶催化剂可以选自辛酸亚锡(T9)、二月桂酸亚锡 (T12)等，包括但不限于上述商品化催化剂。
抗氧剂选自受阻酚类产品如1135，抗黄变剂选自磷酸酯类产品。
本发明的催化剂制备中，步骤C中，采用浸渍法制备催化剂，其具体的步骤为：向氯铂酸溶液中加入聚氨酯软质泡沫，反应温度为10～80℃，常压或微正压反应压力下进行浸渍，然后加入还原剂，反应一定时间后拿出泡沫，采用溶剂清洗、干燥后备用。
本发明的催化剂制备中，所述的步骤C中采用浸渍法制备催化剂，以Pt计算的氯铂酸物质的量为0.01～0.6*n(n为以不饱和度计算的泡沫中所含双键物质的量)。
本发明的催化剂制备中，所述的步骤C，氯铂酸溶液中采用的溶剂选自甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或多种；溶剂用量为10％～50％(以泡沫和氯铂酸质量总和计算)。
本发明的催化剂制备中，所述的步骤C中采用的还原剂是碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种或多种，还原剂用量为氯铂酸质量用量的 100％～1000％。
本发明的催化剂制备中，所述的步骤C中的反应时间为10～30h。
本发明的催化剂制备中，所述的步骤C中洗涤采用反应相同溶剂，溶剂用量30％～150％；(以泡沫和氯铂酸质量总和计算)。
本发明的催化剂制备中，所述的步骤C中干燥温度50～120℃，干燥时间 1～20h。
本发明中所述的压力均为绝对压力，所述的分子量为理论上的数均分子量。
本发明制备的催化剂为一种负载于高比表面积聚氨酯软质泡沫上的卡斯特催化剂，由于催化剂配体乙烯基桥通过反应固定在聚氨酯泡沫上，通过配体螯合的0价铂催化剂也能很好地负载并不易脱落、流失。该催化剂是一种具有高比表面积、易回收、催化效率高、催化剂不易失活、催化剂外形可控等优良特点的负载型铂催化剂，催化剂催化效率高，特别适合一些高溶解性、催化剂易流失、失活体系的加成反应，特别是硅氢加成反应用于特种硅改性产品的合成，并且，由于泡沫可模块化定制，催化剂更适合工业化放大。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例中涉及到的测试方法包括羟值测试，酸值测试，水含量的测定和不饱和度测试，其中羟值测试参照GB/T 12008.3-2009塑料聚醚多元醇第3部分: 羟值的测定进行测试；酸值测试参照GB/T 12008.5-2010塑料聚醚多元醇第5部分:酸值的测定进行测试；不饱和度参照GB/T12008.6-2010塑料聚醚多元醇第6 部分:不饱和度的测定进行测试；水含量测试参照GB/T22313-2008塑料用于聚氨酯生产的多元醇水含量的测定进行测试，泡沫催化剂比表面积参照GB/T 19587-2004气体吸附BET法测定固态物质比表面积。
发泡催化剂：A1、A33(阿拉丁试剂)，凝胶催化剂选自辛酸亚锡(T9)(阿拉丁试剂)。
抗氧剂选自受阻酚类产品1135(BASF)，抗黄变剂选自磷酸酯类抗黄变剂 168(东莞同达化工)。
物理发泡剂为二氯甲烷,交联剂为二乙醇胺。
实施例1
向1L釜中加入甲醇32g(1mol)为起始剂，加入催化剂氢氧化钠0.7g(0.1％)，氮气置换，减压至-0.095MPa，升温至80℃脱除反应生成的水1h；
加入6.68g(1％)烯丙基缩水甘油醚，升温至100℃，加压至0.05MPa反应 1h；
根据实际聚醚链段的结构序列加入计算好的环氧乙烷和环氧丙烷：本实施例采用单体总量30％环氧乙烷封端，首先加入460.92g(69％)环氧丙烷，反应至压力不再变化后加入环氧乙烷200.4g，总计反应时间1h，至反应压力不再变化后熟化1h后中和并加入磷酸为粗聚醚总质量的0.1％、水1％和吸附剂硅酸镁 (用量为粗聚醚总质量的0.1％)进行精制、加入助滤剂硅藻土为粗聚醚总质量的0.01％进而过滤后得到目标聚醚，产品水含量、酸值合格(水分<0.05％,酸值 <0.1mgKOH/g,下同)。
上述产品测得羟值80.1mgKOH/g(理论羟值80.14mgKOH/g)，证明分子量已达计算分子量700，测得不饱和度为0.08mmol/g(理论不饱和度为 0.084mmol/g)。
结构式为
Figure BDA0001701079140000101
其中，R1为甲氧基。
采用常规普通软泡模塑配方：
聚醚：100份
水：3.3份
物理发泡剂：10份
硅油：0.5份
交联剂：1份
发泡催化剂：0.01份
凝胶催化剂：0.02份
抗氧剂：0.3份
抗黄变剂：0.2份
异氰酸酯(TDI)：47份
异氰酸酯指数：100
上述配方中除异氰酸酯(TDI)以外的组份预先混合均匀并冷却至室温，室温下加入异氰酸酯快速搅拌后倒入发泡模具，待其发泡完成、老化结束后脱模，制得密度40kg/m3、外观白色、透气性良好的泡沫。
上述泡沫中的理论不饱和度为0.055mmol/g，实测产品不饱和度为0.05 mmol/g。
并以此为基础计算氯铂酸(已进行脱去结晶水处理)用量。
100g泡沫切割成1cm3小块加入0.0205g氯铂酸(0.05mmol)、10g(10％) 甲苯分散后加入碳酸氢钠0.0205g，在反应温度10℃下反应10h后，用30g甲苯洗涤泡沫后50℃下干燥1h后，制得最终负载催化剂。催化剂的比表面积为 2300m2/g。
实施例2
向1L釜中加入乙醇2.3g(0.05mol)、甘油三醇4.6g(0.05mol)为起始剂，加入催化剂氢氧化钾10g(1％)，氮气置换，减压至-0.1MPa，升温至120℃脱除反应生成的水3h；
根据实际聚醚链段的结构序列加入计算好的环氧丙烷：本实施例加入60g (60％)环氧丙烷，加入14g(20％)甲基烯丙基缩水甘油醚、13.7g(20％)丙烯酸缩水甘油醚，升温至150℃，加压至0.5MPa反应10h。至反应压力不再变化后熟化5h后中和，加入的磷酸用量为粗聚醚总质量的1％、水为粗聚醚总质量的10％，加入的吸附剂硅酸镁为粗聚醚总质量的8％精制、加入助滤剂硅藻土为粗聚醚总质量的1％进而过滤后得到目标聚醚，产品水含量、酸值合格。
上述产品测得羟值11.2mgKOH/g(理论羟值11.22mgKOH/g)，证明分子量已达计算分子量10000，测得不饱和度为0.022mmol/g(理论不饱和度为 0.235mmol/g)。
结构式为
Figure BDA0001701079140000111
其中R1为乙氧基。
采用常规普通软泡模塑配方：
聚醚：100份
水：3.3份
物理发泡剂：10份
硅油：0.5份
交联剂：1份
发泡催化剂：0.01份
凝胶催化剂：0.02份
抗氧剂：0.3份
抗黄变剂：0.2份
异氰酸酯(TDI)：47份
异氰酸酯指数：100
制得密度40kg/m3、外观白色、透气性良好的泡沫。
上述泡沫中的理论不饱和度为0.16mmol/g，实测产品不饱和度为0.15 mmol/g。
并以此为基础计算氯铂酸(已进行脱去结晶水处理)用量。
100g泡沫切割成1cm3小块加入36.9g氯铂酸(0.09mol)、68.5g(50％)25％二甲苯和75％甲醇的混合溶剂分散后加入碳酸氢钾369g，在反应温度80℃下反应30h后，用205g上述溶剂洗涤泡沫后120℃下干燥20h后，制得最终负载催化剂。
催化剂的比表面积经过检测2100m2/g。
实施例3
向10L釜中加入乙二醇单甲醚0.38g(5％)、1,2-丙二醇单甲醚0.45g(5％)、二乙二醇单甲醚2.4g(20％)、乙二醇0.62g(10％)、1，2-丙二醇/1，3-丙二醇3.04 (40％)、新戊二醇1.04g(10％)、失水山梨醇1.64g(10％)为起始剂，加入催化剂甲醇钠2.5g(0.5％)，氮气置换，减压至-0.5MPa，升温至100℃脱除反应生成的甲醇2h；
加入250g(5％)甲基烯丙基缩水甘油醚、750g(15％)丙烯酸缩水甘油醚，升温至125℃，加压至0.3MPa反应5h。
根据实际聚醚链段的结构序列加入计算好的环氧丙烷：本实施例采用单体总量80％环氧丙烷封端，加入80g(80％)环氧丙烷，反应至压力不再变化，总计反应时间5h，熟化2.5h后中和，加入的磷酸用量为粗聚醚总质量的0.5％、水为粗聚醚总质量的5％，加入的吸附剂硅酸镁为粗聚醚总质量的4％精制、加入助滤剂硅藻土为粗聚醚总质量的0.5％进而过滤后得到目标聚醚，产品水含量、酸值合格。上述产品测得羟值21.4mgKOH/g(理论羟值21.32mgKOH/g)，证明分子量已达计算分子量5000，测得不饱和度为0.020mmol/g(理论不饱和度为0.235mmol/g)。主链结构式为
Figure BDA0001701079140000131
R1为混合起始剂残基。
采用常规普通软泡模塑配方：
聚醚：100份
水：3.3份
物理发泡剂：10份
硅油：0.5份
交联剂：1份
发泡催化剂：0.01份
凝胶催化剂：0.02份
抗氧剂：0.3份
抗黄变剂：0.2份
异氰酸酯(TDI)：47份
异氰酸酯指数：100
制得密度40kg/m3、外观白色、透气性良好的泡沫。
上述泡沫中的理论不饱和度为0.16mmol/g，实测产品不饱和度为0.15 mmol/g。
并以此为基础计算氯铂酸(已进行脱去结晶水处理)用量。
100g泡沫切割成1cm3小块加入18.4g氯铂酸(0.045mol)、35.52g(30％) 50％乙醇和50％异丙醇的混合溶剂分散后加入碳酸氢钾92g，在反应温度45℃下反应20h后，用106.56g上述溶剂洗涤泡沫后在85℃下干燥10h后，制得最终负载催化剂。
催化剂的比表面积经过检测为2200m2/g。
实施例4
向10L釜中加入水1.8g(20％)、乙二醇0.62g(10％)、1，2-丙二醇/1，3- 丙二醇3.04(20％)、新戊二醇1.04g(10％)、三羟甲基丙烷134g(10％)、山梨醇1.82g(10％)葡萄糖3.6g(20％)为起始剂，加入催化剂甲醇钾2.5g(0.5％)，氮气置换，减压至-0.5MPa，升温至100℃脱除反应生成的甲醇2h；
加入27.5g(0.55％)甲基烯丙基缩水甘油醚、22.5g(0.45％)甲基丙烯酸缩水甘油醚，升温至125℃，加压至0.3MPa反应5h。
根据实际聚醚链段的结构序列加入计算好的环氧乙烷：本实施例采用单体总量99％环氧乙烷封端，加入99g(99％)环氧乙烷，反应至压力不再变化，总计反应时间5h，至反应压力不再变化后熟化2.5h后中和，加入的磷酸用量为粗聚醚总质量的1％、水为粗聚醚总质量的10％，加入的吸附剂硅酸镁为粗聚醚总质量的8％精制、加入助滤剂硅藻土为粗聚醚总质量的1％进而过滤后得到目标聚醚，产品水含量、酸值合格。
上述产品测得羟值21.4mgKOH/g(理论羟值21.32mgKOH/g)，证明分子量已达计算分子量5000，测得不饱和度为0.020mmol/g(理论不饱和度为 0.235mmol/g)。主链结构式为
Figure BDA0001701079140000151
R1为混合起始剂残基。
采用常规普通软泡模塑配方：
聚醚：100份
水：3.3份
物理发泡剂：10份
硅油：0.5份
交联剂：1份
发泡催化剂：0.01份
凝胶催化剂：0.02份
抗氧剂：0.3份
抗黄变剂：0.2份
异氰酸酯(TDI)：47份
异氰酸酯指数：100
制得密度40kg/m3、外观白色、透气性良好的泡沫。
上述泡沫中的理论不饱和度为0.16mmol/g，实测产品不饱和度为0.15 mmol/g。
并以此为基础计算氯铂酸(已进行脱去结晶水处理)用量。
100g泡沫切割成1cm3小块加入18.4g氯铂酸(0.045mol)、35.52g(30％) 50％乙醇和50％异丙醇的混合溶剂分散后加入碳酸钠92g，在反应温度45℃下反应20h后，用106.56g上述溶剂洗涤泡沫后50℃下干燥1h后，制得最终负载催化剂。
催化剂在85℃下干燥10h。催化剂的比表面积经过检测为2300m2/g。
实施例5
实施例5工艺条件基本同实施例4，不同之处在于使用环氧丙烷代替环氧乙烷，并采用碳酸钾作为合成催化剂的还原剂。聚醚结构式是：
Figure BDA0001701079140000171
R1为复合起始剂残基。
制备的催化剂比表面积经过检测为2100m2/g。
实施例6
实施例6为上述实施例1中的催化剂应用实例，用于催化硅氢加成制备聚氨酯泡沫用硅油。
3L反应瓶中加入100g烯丙基聚醚(分子量1000，双键官能度2，不饱和度2mmol/g)，加热至80℃，将上述催化剂加入反应器后，加入含氢硅油(分子量 2000，硅氢键含量0.1mmol/g)2100g(硅氢：双键＝1.05:1)，反应1h后，取出催化剂，降温出料，经不饱和度检测，反应液不饱和度为痕量，证明反应效率极高。
上述取出的催化剂依原同样工艺及反应液用量进行500h(相当于500次同用量反应)循环寿命实验，反应收率没有变化，证明本催化剂具有极好的可回收性和寿命。
上述催化剂寿命实验每次反应结束后采用与制备催化剂工艺相同的溶剂对泡沫进行清洗。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种负载型硅氢加成催化剂的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
A、以包含式I结构主链的聚醚多元醇为原料进行发泡反应制备聚氨酯软质泡沫；
Figure FDA0004016492700000011
其中，R＝H或CH3，n2、n3至少一个不为0，n1和n4至少一个不为0，且n1+n4≧2，R1为起始剂基团残基；
B、将步骤A得到的聚氨酯软质泡沫为载体浸渍氯铂酸，干燥得到所述催化剂；所述的聚醚多元醇是由以水、一元醇和多元醇中的一种或多种为起始剂，与含有环氧基团和不饱和双键的特种功能单体及环氧乙烷和/或环氧丙烷聚合得到。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的特种功能单体为烯丙基缩水甘油醚
Figure FDA0004016492700000012
甲基烯丙基缩水甘油醚、丙烯酸缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油醚
Figure FDA0004016492700000013
中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的聚醚多元醇分子量为700～10000，标称官能度为1～6。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的聚醚多元醇的标称官能度为2～6。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述的聚醚多元醇制备包含以下步骤：
1)以水、一元醇和多元醇中的一种或多种为起始剂，加入催化剂，氮气置换，减压升温反应；2)向步骤1)体系中加入含有环氧基团和不饱和双键的特种功能单体，环氧乙烷和/或环氧丙烷，升温反应至压力不再变化，熟化；其中特种功能单体，环氧乙烷和/或环氧丙烷的加入顺序无要求；3)产品中和后精制、过滤后得到目标聚醚多元醇。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤2)中特种功能单体先加入。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的一元醇和多元醇为甲醇、乙醇、乙二醇单甲醚、1,2-丙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚、乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、新戊二醇、甘油三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、失水山梨醇、山梨醇、葡萄糖、蔗糖中的一种或多种；所述的催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、甲醇钾中的一种或多种，催化剂占聚醚单体总质量和起始剂总质量的0.1％～1％，聚醚单体总量为环氧乙烷+环氧丙烷+特种功能单体总质量。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，起始剂的用量为最终制备聚醚总质量的0.1％～26％。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤1)中反应温度为80～120℃，减压条件为-0.095～-0.1MPa，反应时间为1～3h；步骤2)升温至100～150℃，反应压力为0.05～0.5MPa，反应时间为1～20h。
10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，特种功能单体占聚醚单体总量的质量分数为1％～40％；环氧乙烷占聚醚单体总量的质量分数为0～99％，环氧丙烷占聚醚单体总量的质量分数为0～99％；聚醚单体总量为环氧乙烷+环氧丙烷+特种功能单体总质量。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，特种功能单体占聚醚单体总量的质量分数为10％～30％。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A聚氨酯软质泡沫采用以下配方进行发泡：
聚醚多元醇：100份
水：1～10份
物理发泡剂：0.01～50份
硅油：0～5份
交联剂：0～5份
发泡催化剂：0.01～1份
凝胶催化剂：0.01～1份
抗氧剂：0～1份
抗黄变剂：0～1份
异氰酸酯：30～100份
异氰酸酯指数为50～200。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B为向氯铂酸溶液中加入聚氨酯软质泡沫，在反应温度为10～80℃、常压或微正压反应压力下进行浸渍，然后加入碳酸盐，反应10～30h后拿出泡沫，清洗、干燥。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，以Pt计算的氯铂酸物质的量为0.01～0.6*n，n为以不饱和度计算的泡沫中所含双键物质的量。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述的碳酸盐是碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种或多种；碳酸盐用量为氯铂酸质量用量的100％～1000％。
CN201810637107.5A 2018-06-20 2018-06-20 一种负载型硅氢加成催化剂的制备方法 Active CN110614122B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810637107.5A CN110614122B (zh) 2018-06-20 2018-06-20 一种负载型硅氢加成催化剂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810637107.5A CN110614122B (zh) 2018-06-20 2018-06-20 一种负载型硅氢加成催化剂的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110614122A CN110614122A (zh) 2019-12-27
CN110614122B true CN110614122B (zh) 2023-03-24

Family

ID=68920690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810637107.5A Active CN110614122B (zh) 2018-06-20 2018-06-20 一种负载型硅氢加成催化剂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110614122B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3904482A4 (en) * 2018-12-27 2022-08-03 Wanhua Chemical Group Co., Ltd. PROCESS FOR MAKING A REACTIVE SEALING RESIN
CN112169821A (zh) * 2020-09-30 2021-01-05 安徽硅宝有机硅新材料有限公司 一种制备乙酰氧丙基烷氧基硅烷用的硅胶载体催化剂及制备方法
CN112608134B (zh) * 2020-12-10 2023-03-24 南昌大学 一种多孔陶瓷球催化剂的制备方法及应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004002661A (ja) * 2002-04-24 2004-01-08 Tokai Rubber Ind Ltd ゴム組成物およびそれを用いたｏａ機器部材
CN103819677A (zh) * 2012-11-19 2014-05-28 新日铁住金化学株式会社 笼型倍半硅氧烷化合物、使用它的固化性树脂组合物和树脂固化物

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB945154A (en) * 1961-11-27 1963-12-23 Shell Int Research A process for the catalytic polymerisation of monomeric epoxy compounds; the resulting polymeric materials; and catalysts suitable for use therein
US5250490A (en) * 1991-12-24 1993-10-05 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Noble metal supported on a base metal catalyst
CA2138063C (en) * 1993-12-23 2007-02-20 Bi Le-Khac Polyurethane foam-supported double metal cyanide catalysts for polyol synthesis
FR2801887B1 (fr) * 1999-12-07 2002-10-11 Rhodia Chimie Sa Complexes metalliques appropries a la catalyse de reactions d'hydrosilylation, composition catalytique les contenant et leur utilisation
CN101426574A (zh) * 2006-03-10 2009-05-06 Ppg工业俄亥俄公司 多相硅氢化催化剂，及以其形成的聚合物，和相关的涂料组合物
CN100398209C (zh) * 2006-07-26 2008-07-02 浙江大学 一种负载型硅氢化反应催化剂及其合成方法
DE102008041601A1 (de) * 2008-08-27 2010-03-04 Evonik Goldschmidt Gmbh Verfahren zur Herstellung verzweigter SiH-funtioneller Polysiloxane und deren Verwendung zur Herstellung flüssiger, SiC- oder SiOC-verknüpfter, verzweigter organomodifizierter Polysiloxane
JP5625372B2 (ja) * 2010-01-29 2014-11-19 三菱化学株式会社 ポリオール混合物、及び該混合物を原料とするポリウレタン
EP2726524B1 (en) * 2011-06-30 2015-07-22 Dow Global Technologies LLC Silane terminated polymer for coating, adhesives, sealant and elastomer applications
CN102391457A (zh) * 2011-07-28 2012-03-28 胡志刚 一种具有优秀抗黄变性能的聚氨酯记忆海绵
CN102838752B (zh) * 2012-09-24 2014-10-15 沧州威达聚氨酯高科股份有限公司 制备聚氨酯泡沫用聚醚改性硅油合成方法
CN104436767B (zh) * 2014-12-24 2016-05-18 江苏四新科技应用研究所股份有限公司 一种有机硅组合物及其制备、应用
CN108129629B (zh) * 2016-12-01 2021-01-15 万华化学集团股份有限公司 一种乳胶手感聚氨酯软质泡沫及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004002661A (ja) * 2002-04-24 2004-01-08 Tokai Rubber Ind Ltd ゴム組成物およびそれを用いたｏａ機器部材
CN103819677A (zh) * 2012-11-19 2014-05-28 新日铁住金化学株式会社 笼型倍半硅氧烷化合物、使用它的固化性树脂组合物和树脂固化物

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Hydrosilylation as an efficient tool for polymer synthesis and modification with methacrylates;Nuttapol Risangud et al.;《RSC Advances》;第5卷;第5879-5885页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110614122A (zh) 2019-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110614122B (zh) 一种负载型硅氢加成催化剂的制备方法
JP7265630B2 (ja) 反応型シーラント樹脂の調製方法
CN115725229B (zh) 自修复的阻燃耐熔滴耐磨耗聚氨酯涂料应用所用材料
CN110885435A (zh) 高官能度聚醚多元醇的制备方法
CN1264889C (zh) 由膦酸铝催化的聚醚醇生产的聚氨酯产物
CN112920447A (zh) 一种同时水解和交联自具微孔高分子膜的制备方法
KR101231506B1 (ko) 복합 금속 시안화물 착물 촉매, 그 제조방법 및 그 이용
CN111282599B (zh) 一种负载型铂催化剂的制备方法及其用途
CN107189071B (zh) 一种液体硅橡胶用铂催化剂的制备方法
CN111378107B (zh) 一种反应型密封胶树脂的制备方法
JP3625615B2 (ja) ポリエーテルエステルポリオールならびにそれを用いたポリウレタン樹脂の製造方法
CN110898857B (zh) 一种负载型铂催化剂的制备方法及用途
CN114213695B (zh) 具有优良泡孔性能的聚氨酯泡沫稳定剂及制备方法和应用
CN116925689A (zh) 一种用于led显示屏表面涂层的聚氨酯胶黏剂及其制备方法
JP2003342362A (ja) ポリエーテルポリオールの製造方法
CN111944141B (zh) 一种硅烷改性聚醚及其制备方法
CN114479054A (zh) 一种单元醇聚醚的制备方法及应用
JP2008501839A (ja) 低臭気ポリエーテルポリオールの製造方法
JP5057215B2 (ja) ポリオキシアルキレン変性オルガノポリシロキサン化合物の製造方法
CN115073745B (zh) 一种环保抗氧化改性硅油及其制备方法
JP2007332112A (ja) ポリオキシアルキレン付加物およびその製法
CN110606926B (zh) 一种增强聚氨酯耐水性助剂及其制备方法
CN118027334B (zh) 一种轻质环保的发泡海绵垫及其加工工艺
CN107460186B (zh) 一种硅橡胶固载化糜蛋白酶材料及其制备方法和应用
CN112480391B (zh) 一种含硅聚醚多元醇及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant