CN102250304A - 用麻风树油基硬泡聚醚制备聚氨酯泡沫的方法 - Google Patents

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虞兴东
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Abstract

本发明公开了一种用麻风树油基硬泡聚醚制备聚氨酯泡沫的方法，将麻风树羟基化，然后和环氧化物反应，合成羟值：300-550mgKOH/g硬泡聚醚多元醇，将麻风树油基硬泡聚醚多元醇、聚醚(酯)多元醇、催化剂3、泡沫稳定剂、水、发泡剂、异氰酸酯按一定的比例搅拌均匀即可得到硬质聚氨酯泡沫。该含麻风树油生物基聚醚多元醇制备的聚氨酯硬泡主要用于管道保温、冰箱、冷柜、建筑保温、板材、垫材、太阳能、室内装潢等领域。

Description

用麻风树油基硬泡聚醚制备聚氨酯泡沫的方法
技术领域
本发明涉及分子的聚合方法，具体涉及用一种麻风树油基硬泡聚醚制备聚氨酯泡沫的方法。
背景技术
现有技术有：
一、植物油和小分子醇酯交换成硬泡植物油聚醚多元醇；
本技术能制造羟值在180-700mgKOH/g，即分子量大约在300-600之间的植物油硬泡聚醚多元醇，但是运用范围很窄，只能添加10％左右，而且无法在冰箱保温层的聚氨酯泡沫中应用。
二、植物油羟基化后和环氧丙烷聚合得到聚醚多元醇；
本技术比较复杂，采用双氧水工艺污染比较大，成本比较高，没有竞争优势。
三、在合成硬泡聚醚中直接取代部分起始剂应用，
本技术植物油添加量不能大，添加量大于10％后，泡沫容易收缩，并且植物油容易从泡沫中渗出，粘接效果差。
传统的聚醚多元醇的生产方法：稳定原料，例如甘油、丙二醇、二乙二醇、乙二醇、山梨醇、四氢呋喃、蔗糖和环氧丙烷、环氧乙烷合成的多元醇，已经广泛用于制备聚氨酯材料的原料。
以上产品都是石油的副产品，由于石油资源短缺，这些产品的价格较高。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种麻风树油基硬泡聚醚制备聚氨酯泡沫的方法。
本发明采用的技术方案：一种麻风树油基硬泡聚醚制备聚氨酯泡沫的方法，包括以下步骤：
(1)将麻风树油、小分子醇或者胺类化合物、催化剂1混合搅拌升温至170℃，反应3小时，得到改性麻风树油；
(2)将上述得到的改性麻风树油加入高压反应釜内，加入催化剂2，真空至最高，氮气置换两次，通入环氧丙烷(PO)，反应时间2-4小时，得到粗麻风树油基硬泡聚醚多元醇；
(3)将上述粗植物油基硬泡聚醚多元醇与磷酸或焦磷酸在70-90℃进行中和反应，0.5-2小时后，升温到90-120℃脱水，脱水时间为60-150分钟，得到精制的麻风树油基硬泡聚醚多元醇；
(4)用上述的麻风树油基硬泡聚醚多元醇制备硬质聚氨酯泡沫的方法所述的组合料按照下面的重量比配置：麻风树油基硬泡聚醚多元醇：10-70重量比，聚醚(酯)多元醇：30-90重量比，催化剂3∶0.2-4重量比，泡沫稳定剂：0.5-4重量比，水：0.05-4重量比，发泡剂：5-30份，将以上聚醚组合料和异氰酸酯按1∶0.9-3.0的重量比搅拌均匀即可得到硬质聚氨酯泡沫。
作为优选，在上述步骤(1)中，所述的小分子或者胺类化合物主要有：乙二醇、丙二醇、二甘醇、甘油、季戊四醇、一异丙醇、二异丙醇、三异丙醇、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、烷基乙醇胺，小分子醇或胺类化合物与麻风树油的摩尔比为：1.0∶2.0-6.0；所述的催化剂1为碱金属氧化物、碱金属氢氧化物、碱土金属氧化物、碱土金属氢氧化物、金属卤化物、氧化铝，催化剂1用量为步骤(1)中总反应重量的0.2-2.0％。
作为优选，在上述步骤(2)中所述的改性麻风树油和环氧丙烷反应的重量比为1∶0.5-2.0；所述的催化剂2为碱金属氧化物、碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、二甲胺、三甲胺，催化剂2的重量为步骤(2)中总反应物重量的0.1-1.5％。
作为优选，在上述步骤(4)中所述的聚醚组合料和异氰酸酯的重量比为1∶1.0-2.0；所述的异氰酸酯主要是甲苯二异氰酸酯、二苯基二异氰酸酯和多次甲级二异氰酸酯；所述的催化剂3主要有胺类催化剂：N，N-二甲基环己胺、二甲氨基双乙基醚、33％三乙烯二胺的二丙二醇(或者二乙二醇)溶液、三亚乙基二胺、二甲基苄胺、三乙醇胺、异丙醇胺、五甲基三乙烯二胺、季铵盐或者类似上述化合物；所述的发泡剂为141B，环戊烷、正戊烷、异戊烷、HFC-245Fa，HFC-365mfc中任一样或者是任意比例的混合物；所述泡沫稳定剂主要是硅-氧或者是硅-碳表面活性剂。
有益效果：本发明采用麻风树油为原料通过改性得到生物基聚醚多元醇，这种生物基聚醚多元醇与以往聚醚多元醇比，具有原料购买方便，可再生，减少环氧丙烷的用量，降低成本的特点，能够更好地满足环保要求，本技术主要优点是改性麻风树油添加量可以从0-30％，制造工艺简单，生产过程无污染，与环戊烷体系相容性比较好，成本低，改性麻风树油不会从泡沫中渗出，不会影响粘接效果。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明：
实施例1
在2L的玻璃釜内加入麻风树油1000g，180二甘醇，4g氢氧化钠，搅拌升温至170度，反应3小时，检测羟值，放料。
改性麻风树油A羟值：126mgKOH/g
实施例2
在2L的玻璃釜内加入麻风树油1000g，140季戊四醇，5g氢氧化钾，搅拌升温至170度，反应3小时，检测羟值，放料。
改性麻风树油B羟值：199mgKOH/g
实施例3
在2L的玻璃釜内加入麻风树油1000g，160三乙醇胺，6g氢氧化钙，搅拌升温至170度，反应3小时，检测羟值，放料。
改性麻风树油C羟值：231mgKOH/g
实施例4
将蔗糖：200g，二甘醇：120g，改性麻风树A：220g加入高压反应釜内，10g的二甲胺，真空至最高，氮气置换两次，通入500g的PO混合物，反应时间2-4小时，真空，进行粗过滤，得到羟值为446mgKOH/g，粘度4700mPas/25℃的生物基硬泡聚醚多元醇A。
实施例5
将蔗糖：210g，甘油：70g，改性麻风树油B：190g加入高压反应釜内，10g的二甲胺，通入580g的PO，反应时间2-4小时，进行精制，得到羟值为427mgKOH/g，粘度9600mPas/25℃的生物基硬泡聚醚多元醇B。
实施例6
将蔗糖：210g，三乙醇胺：100g，改性麻风树油C：220g加入高压反应釜内，10g的二甲胺，通入880g的PO混合物，反应时间2-4小时，进行精制，得到羟值为579mgKOH/g，粘度9800mPas/25℃的生物基硬泡聚醚多元醇。
以下聚醚多元醇参数指标：
聚醚多元醇A：羟值为360-400mgKOH/g的环氧丙烷聚合的硬泡聚醚多元醇
聚醚多元醇B：羟值为390-420mgKOH/g的环氧丙烷聚合的硬泡聚醚多元醇
聚醚多元醇C：羟值为480-520mgKOH/g的环氧丙烷聚合的硬泡聚醚多元醇
聚醚多元醇D：羟值为290-310mgKOH/g的环氧丙烷聚合的硬泡聚醚多元醇
以下表格是聚氨酯硬泡发泡例及泡沫基本性能：
Figure GSA00000129318700041

Claims (4)

1.一种麻风树油基硬泡聚醚制备聚氨酯泡沫的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将麻风树油、小分子醇或者胺类化合物、催化剂1混合搅拌升温至170℃，反应3小时，得到改性麻风树油；
(2)将上述得到的改性麻风树油和催化剂2加入高压反应釜内，真空至最高，氮气置换两次，通入环氧丙烷(PO)，反应2-4小时，得到粗麻风树油基硬泡聚醚多元醇；
(3)将上述粗植物油基硬泡聚醚多元醇与磷酸或焦磷酸在70-90℃进行中和反应，0.5-2小时后，升温到90-120℃脱水，脱水时间为60-150分钟，得到精制的麻风树油基硬泡聚醚多元醇；
(4)用上述的麻风树油基硬泡聚醚多元醇制备硬质聚氨酯泡沫的方法所述的组合料按照下面的重量比配置：麻风树油基硬泡聚醚多元醇：10-70重量比，聚醚(酯)多元醇：30-90重量比，催化剂3∶0.2-4重量比，泡沫稳定剂：0.5-4重量比，水：0.05-4重量比，发泡剂：5-30份；将以上聚醚组合料和异氰酸酯以1∶0.9-3.0的重量比搅拌均匀即可得到硬质聚氨酯泡沫。
2.根据权利要求1所述的一种麻风树油基硬泡聚醚制备聚氨酯泡沫的方法，其特征在于：在上述步骤(1)中，所述的小分子或者胺类化合物主要有：乙二醇、丙二醇、二甘醇、甘油、季戊四醇、一异丙醇、二异丙醇、三异丙醇、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、烷基乙醇胺，小分子醇或胺类化合物与麻风树油的摩尔比为：1.0∶2.0-6.0；所述的催化剂1为碱金属氧化物、碱金属氢氧化物、碱土金属氧化物、碱土金属氢氧化物、金属卤化物、氧化铝，催化剂1用量为步骤(1)中总反应重量的0.2-2.0％。
3.根据权利要求1所述的一种麻风树油基硬泡聚醚制备聚氨酯泡沫的方法，其特征在于：在上述步骤(2)中所述的改性麻风树油和环氧丙烷反应的重量比为1∶0.5-2.0；所述的催化剂2为碱金属氧化物、碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、二甲胺、三甲胺，催化剂2的重量为步骤(2)中总反应物重量的0.1-1.5％。
4.根据权利要求1所述的一种麻风树油基硬泡聚醚制备聚氨酯泡沫的方法，其特征在于：在上述步骤(4)中所述的聚醚组合料和异氰酸酯的重量比为1∶1.0-2.0；所述的异氰酸酯主要是甲苯二异氰酸酯、二苯基二异氰酸酯和多次甲级二异氰酸酯；所述的催化剂3主要有胺类催化剂：N，N-二甲基环己胺、二甲氨基双乙基醚、33％三乙烯二胺的二丙二醇(或者二乙二醇)溶液、三亚乙基二胺、二甲基苄胺、三乙醇胺、异丙醇胺、五甲基三乙烯二胺、季铵盐或者类似上述化合物；所述的发泡剂为141B，环戊烷、正戊烷、异戊烷、HFC-245Fa，HFC-365mfc中任一样或者是任意比例的混合物；所述泡沫稳定剂主要是硅-氧或者是硅-碳表面活性剂。
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