CN101962441A - 一种低不饱和度聚醚多元醇的提纯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低不饱和度聚醚多元醇产品中残存双金属催化剂的脱除方法，其特征是采用吸附法脱除催化剂，该方法大大简化了工艺过程，减少了引入产品中的杂质，提纯率高，提高了低不饱和度聚醚多元醇的后期贮存稳定性，改善了产品的质量，可广泛应用于低不饱和度聚醚多元醇的提纯。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域中用于除去聚醚产品中残存催化剂的分离方法，特别是一种低不饱和度聚醚多元醇的提纯方法。
背景技术
低不饱和度聚醚多元醇一般采用双金属氰化物络合物(DMC)为催化剂，一定分子量的多元醇做起始剂，由环氧丙烷或环氧乙烷聚合而成。尽管生产低不饱和度聚醚的DMC催化剂的使用量较传统碱催化工艺的催化剂用量要少得多，但如果不除去，残存的催化剂会使聚醚多元醇产品在贮运过程中产生挥发性的物质，且在多元醇与异氰酸反应生产聚氨酯制品时引发副反应。例如，残存的催化剂促成大量的脲基甲酸酯形成，使产品发生交联或产生支链，从而使体系的粘度增加，制品的热稳定性变差。
国外有一些公司针对全环氧丙烷聚醚多元醇和环氧乙烷封端聚醚多元醇中的DMC催化剂的分离进行了相关研究。如阿科化学技术公司在US5010047专利中提出了一种通过在含DMC残留催化剂的全环氧聚醚多元醇中加入非极性溶剂使DMC催化剂沉淀，之后再在助滤剂存在下过滤除去沉淀催化剂方法。在后期研究中，阿科化学技术公司又在US5416241专利中提出另一种方法，即在聚醚多元醇中加入少量的碱金属化合物，使DMC催化剂生成沉淀，再加入少量的水(≥1.5％)，在一定温度范围内反应一段时间后，过滤除去不溶碱金属化合物及残存DMC催化剂。另外，日本Asahi Glass公司在EP383333专利中公开了一种以氯化铵/氨水pH缓冲液作处理剂处理聚醚多元醇，然后除去残存的催化剂和过量的处理剂的方案。但上述方法都存在有一个共同问题，即都需在分离催化剂之前通过向体系中加入如碱溶液、非极性溶剂等其它物质使催化剂沉淀下来，之后再加入吸附剂和助滤剂过滤分离。加入的能使催化剂沉淀的这些物质，尤其是碱性物质对后期聚氨酯合成极为不利，它会与异氰酸酯发生强烈反应影响聚氨酯产品的质量，其残留物也会对聚醚多元醇的后期贮存带来不利影响。而且分离过程也较为复杂和繁琐。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有步骤少、工艺简单、精制后的产品质量高等优点的低不饱和度聚醚多元醇的提纯方法。
本发明目的是通过以下技术方案实现，一种低不饱和度聚醚多元醇的提纯方法，其特征在于它是按照以下工艺步骤制备：
a.称取含有DMC催化剂的聚醚多元醇粗品加入到三口烧瓶内；
b.称取与聚醚多元醇质量比为0.001～0.1的吸附剂加入到盛有聚醚多元醇的烧瓶中；
c.将盛有聚醚多元醇和吸附剂的三口烧瓶置于恒温水浴或油浴中，搅拌下加热至40℃～80℃，在恒温下吸附1h～6h；
d.将三口烧瓶从水浴或油浴中取出，待冷却至室温后将其内容物倒入离心机转子中，离心分离聚醚多元醇和吸附剂，即可得高纯聚醚多元醇目标产品。
上述步骤b中，采用的吸附剂为活性炭、活性炭纤维、分子筛、活性白土、功能纤维、硅酸镁、硅酸铝中的一种，也可取其中的两种复合使用，复合使用效果更好。上述步骤a中，所分离的聚醚多元醇中DMC催化剂的含量低于100ppm。另外，由于聚醚多元醇黏度较大，在步骤c中的搅拌采用电动机械搅拌。
本发明与现有技术相比其显著的效果是，采用吸附法分离聚醚多元醇产品中残存的双金属催化剂，只需经过吸附过程这一主要步骤即就可完成，整个过程所用时间要比现有技术大幅减少，同时也大大简化了工艺过程。并且不需在体系中引入碱性物质及非极性溶剂等其它杂质，避免了针对这些物质的分离提纯过程。本发明在分离过程中加入到体系中的吸附剂，可以采用单种吸附剂，也可以采用两种吸附剂复配使用，采用吸附剂复配的吸附效果更佳，它可以使得体系中的催化剂含量降低至1×10-6(ppm)以下，有效避免残存催化剂对聚醚多元醇贮存及后期聚氨酯合成的影响。本发明技术简单实用，可广泛用于工业上采用双金属络合物为催化剂制备的低不饱和度聚醚多元醇的提纯。
具体实施方式
下面以60g低于100ppm含量的双金属催化剂的聚醚多元醇的提纯为例，对本发明的具体步骤作进一步详细描述，但本发明并不限于下述实施例，在不脱离前后所述宗旨的范围内，变化实施都包含在本发明的技术范围内。
实施例1：
(1)将60g含有双金属催化剂的聚醚多元醇加入到三口烧瓶内；
(2)再向其中加入与三口烧瓶中聚醚多元醇质量比为0.03的功能纤维和活性白土混合物；
(3)将盛有聚醚多元醇和功能纤维、活性白土吸附剂混合物的三口烧瓶置于恒温水浴中，在D25-2型电动搅拌机搅拌下加热至60℃，恒温下吸附2h；
(4)将三口烧瓶从水浴中取出，待冷却至室温后将其内容物倒入离心机转子中，离心分离即可得高纯聚醚多元醇目标产品。
分离后的产品采用等离子发射光谱法对吸附剂脱除聚醚多元醇中双金属催化剂情况进行检测，其结果是：聚醚多元醇中的锌含量为0.54×10-6、钴含量为0.37×10-6。
实施例2：
工艺步骤与实施例1相同，所不同的是在(2)中加入的吸附剂为1.2g功能纤维和2.4g活性炭纤维的混合物，吸附剂混合物与步骤(1)中聚醚多元醇的质量比为0.06。
分离后的产品采用等离子发射光谱法对吸附剂脱除聚醚多元醇中双金属催化剂情况进行检测，其结果是：聚醚多元醇中的锌含量为0.78×10-6、钴含量为0.60×10-6。
实施例3：
工艺步骤与实施例1相同，所不同的是在(2)中加入的吸附剂为3g活性白土和3g活性炭纤维的混合物，吸附剂混合物与步骤(1)中聚醚多元醇的质量比为0.1。
分离后的产品采用等离子发射光谱法对吸附剂脱除聚醚多元醇中双金属催化剂情况进行检测，其结果是：聚醚多元醇中的锌含量为2.65×10-6、钴含量为1.24×10-6。
实施例4：
工艺步骤与实施例1相同，所不同的是在(2)中加入的吸附剂为3.6g硅酸镁，硅酸镁与步骤(1)中聚醚多元醇的质量比为0.06；步骤(3)中搅拌下加热至80℃，恒温吸附1h。
分离后的产品采用等离子发射光谱法对吸附剂脱除聚醚多元醇中双金属催化剂情况进行检测，其结果是：聚醚多元醇中的锌含量为5.37×10-6、钴含量为1.35×10-6。
实施例5：
工艺步骤与实施例1相同，所不同的是在(2)中加入的吸附剂为0.6g功能纤维，功能纤维与步骤(1)中聚醚多元醇的质量比为0.01；步骤(3)中搅拌下加热至40℃，恒温吸附6h。
分离后的产品采用等离子发射光谱法对吸附剂脱除聚醚多元醇中双金属催化剂情况进行检测，其结果是：聚醚多元醇中的锌含量为5.34×10-6、钴含量为1.21×10-6。
实施例6：
工艺步骤与实施例1相同，所不同的是在(2)中加入的吸附剂为0.4g功能纤维和0.2g活性白土混合物，吸附剂混合物与步骤(1)中聚醚多元醇的质量比为0.001；步骤(3)中搅拌下加热至60℃，恒温吸附4h。
分离后的产品采用等离子发射光谱法对吸附剂脱除聚醚多元醇中双金属催化剂情况进行检测，其结果是：聚醚多元醇中的锌含量为0.88×10-6、钴含量为0.39×10-6。
实施例7：
工艺步骤与实施例1相同，所不同的是在(2)中加入的吸附剂为0.2g功能纤维和0.4g活性白土混合物，吸附剂混合物与步骤(1)中聚醚多元醇的质量比为0.04；步骤(3)中搅拌下加热至60℃，恒温吸附4h。
分离后的产品采用等离子发射光谱法对吸附剂脱除聚醚多元醇中双金属催化剂情况进行检测，其结果是：聚醚多元醇中的锌含量为1.04×10-6、钴含量为0.54×10-6。
由以上各实施例的实验结果表明，采用本发明所述吸附法对聚醚多元醇中双金属催化剂进行脱除的效果较现有方法有明显提高；在上述各例中，采用两种吸附剂复配使用比采用一种吸附剂分离效果要好，在采用两种吸附剂复配中，又以功能纤维与活性白土或活性炭纤维的复配使用的效果为优，更以功能纤维与活性白土复配使用效果最好，功能纤维与活性白土的复配比例可为1∶2～2∶1，更以1∶1的复配比例时效果最理想。
Claims (5)
1.一种低不饱和度聚醚多元醇的提纯方法，其特征在于它是按照以下工艺步骤制备：
a.称取含有DMC催化剂的聚醚多元醇粗品加入到三口烧瓶内；
b.称取与聚醚多元醇质量比为0.001～0.1的吸附剂加入到盛有聚醚多元醇的烧瓶中；
c.将盛有聚醚多元醇和吸附剂的三口烧瓶置于恒温水浴或油浴中，搅拌下加热至40℃～80℃，在恒温下吸附1h～6h；
d.将三口烧瓶从水浴或油浴中取出，待冷却至室温后将其内容物倒入离心机转子中，离心分离聚醚多元醇和吸附剂，即可得高纯聚醚多元醇目标产品。
2.根据权利要求1所述低不饱和度聚醚多元醇的提纯方法，其特征在于低不饱和度聚醚多元醇的提纯方法，其特征在于上述步骤b中，采用的吸附剂为活性炭、活性炭纤维、分子筛、活性白土、功能纤维、硅酸镁、硅酸铝中的一种，也可以是其中两种的复合。
3.根据权利要求1所述低不饱和度聚醚多元醇的提纯方法，其特征在于所分离的聚醚多元醇中DMC催化剂的含量低于100ppm。
4.根据权利要求1或2所述低不饱和度聚醚多元醇的提纯方法，其特征在于吸附剂优选功能纤维与活性白土复配。
5.根据权利要求4所述低不饱和度聚醚多元醇的提纯方法，其特征在于功能纤维与活性白土的复配比例为1∶2～2∶1。
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