CN102532513A - 一种高分子量蓖麻油聚醚多元醇的合成方法 - Google Patents

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山柏芳
唐江
史娟
胡美娟
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Abstract

一种高分子量蓖麻油聚醚多元醇的合成方法，a、按将蓖麻油和双金属催化剂混合，并在120～130℃温度条件下真空脱水2～3小时，得到脱水后的蓖麻油和双金属催化剂的混合物，其中双金属催化剂为六氰钴酸锌；b、将脱水后的蓖麻油和双金属催化剂的混合物在120～160℃温度条件下与环氧丙烷进行聚合反应，得到具有一定分子量的聚醚多元醇；c、再将具有一定分子量的聚醚多元醇在140～160℃下与环氧丙烷和环氧乙烷混合液进行聚合反应，即得成品。它能生产出相对分子质量高，不饱和度低的聚醚多元醇，而且性能均能满足聚氨酯软泡的要求。

Description

一种高分子量蓖麻油聚醚多元醇的合成方法
技术领域：
本发明涉及一种聚醚多元醇的合成方法，属化工产品的制造技术领域。
背景技术：
在全世界石油资源渐趋紧缺，价格飞涨的今天，价廉、易得的植物油作为一种可再生资源正日益受到人们的广泛关注。植物油多元醇已经成为国内外聚氨酯工业的研究热点，其中蓖麻油它的主要成分是蓖麻油酸三甘油酯，每摩尔蓖麻油酸约含有一个羟基。即它的官能度约为2.7，符合软泡多元醇起始剂的要求。
目前国内聚醚多元醇的生产主要采用传统的碱催化剂KOH体系。KOH体系催化剂其催化特点为反应平缓，反应速度较低，合成周期较长，往往要通过增加催化剂和环氧丙烷浓度、提高反应温度等方式提高反应速度，但这些措施大多增加了烯丙醇聚醚副反应的几率，形成恶性循环。同时合成的聚醚多元醇相对分子量小，相对分子量分布宽。
发明内容：
本发明的目的是提供一种高分子量蓖麻油聚醚多元醇的合成方法，它能生产出相对分子质量高，不饱和度低的聚醚多元醇，而且性能均能满足聚氨酯软泡的要求，可广泛用于生产高回弹块泡和高回弹模塑泡，特别适用于生产低密度高回弹泡沫，泡沫具有回弹好，舒适系数高，压缩变定小的优点，具有较高的应用价值。
一种高分子量蓖麻油聚醚多元醇的合成方法，a、聚醚成品总量∶双金属催化剂＝1000∶0.03～0.05，将蓖麻油和双金属催化剂混合，并在120～130℃温度条件下真空脱水2～3小时，得到脱水后的蓖麻油和双金属催化剂的混合物，其中双金属催化剂为六氰钴酸锌；b、将脱水后的蓖麻油和双金属催化剂的混合物在120～160℃温度条件下与环氧丙烷进行聚合反应，得到具有一定分子量的聚醚多元醇，按重量计环氧丙烷的加入量为聚醚总量的5％～80％。
c、按重量计聚醚成品总量∶环氧乙烷＝1∶0.05～0.4，其中按环氧丙烷∶环氧乙烷＞1∶1比例混合均匀，再将具有一定分子量的聚醚多元醇在140～160℃下与环氧丙烷和环氧乙烷混合液进行聚合反应，即得成品。
所述的蓖麻油可为纯蓖麻油和市售蓖麻油或两种的任意比例的混合物。
所述真空脱水时充氮气，保持脱水压力为0.02～0.04MPa。
本发明与现有技术相比，具有以下突出优点和积极效果：
1、合理选用蓖麻油为原料起始剂，来源广泛，价格便宜，是一种价廉质优的聚醚聚氨酯材料。随着石油资源的日益减少，石油产品价格的不断升高，以天然可再生资源植物油为化工原料生产聚醚多元醇可以减少对石油的依赖，且具有较好的环境、经济及社会效益。
2、采用DMC为催化剂，催化剂用量少，无需后处理，生产工艺相对简单，生产成本显著降低，经济效益可观。
3、由本发明合成的蓖麻油聚醚多元醇，具有较高的分子量(分子量≥6000)，且采用PO/EO混合液进行封端，具有较高的反应活性，使用和添加本产品制备的软质聚氨酯泡沫，具有回弹好，舒适系数高，压缩变定小的优点。
4、采用DMC为催化剂，蓖麻油为起始剂不仅可以生产出相对分子质量高，不饱和度低的聚醚多元醇，而且性能均能满足聚氨酯软泡的要求，可广泛用于生产高回弹块泡和高回弹模塑泡，特别适用于生产低密度高回弹泡沫，具有较高的应用价值。
5、分子量≥6000的高分子量蓖麻油聚醚多元醇可以用来生产防水材料和弹性材料，而分子量小于4000的蓖麻油聚醚多元醇则不能。
具体实施方式：
一种高分子量蓖麻油聚醚多元醇的合成方法，按现有聚醚多元醇的合成路线，先吸入蓖麻油和双金属催化剂，进行2～3次氮气置换，120～130℃范围内真空脱水2小时，开始加少量环氧丙烷(PO)进行诱导期反应，诱导期结束，加入环氧丙烷(PO)进行开环聚合、熟化，再加入环氧丙烷(PO)和环氧乙烷(EO)进行开环聚合、熟化，然后进行脱水等过程制得聚醚多元醇。以下结合原料配比、催化剂用量、反应温度、时间等工艺参数的具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1：蓖麻油210g，双金属催化剂0.05g；真空脱水温度120～130℃，脱水时间2小时；充氮至0.02～0.04MPa，诱导期PO加入量50g，温度为120～160℃；诱导期结束P0加入量422g，聚合温度120～140℃；熟化温度120～140℃，熟化时间0.5小时；加入PO/EO混合液864g(PO634g+EO230g)，聚合温度140～160℃；熟化温度140～160℃，熟化时间0.5小时；熟化完脱气1小时，脱水至合格，脱水温度110～120℃。
实施例2：蓖麻油210g，双金属催化剂0.05g；真空脱水温度120～130℃，脱水时间2小时；充氮至0.02～0.04MPa，诱导期PO加入量50g，温度为120～160℃；诱导期结束PO加入量422g，聚合温度120～140℃；熟化温度120～140℃，熟化时间0.5小时；加入PO/EO混合液864g(PO70gg+EO155g)，聚合温度140～160℃；熟化温度140～160℃，熟化时间0.5小时；熟化完脱气1小时，脱水至合格，脱水温度110～120℃。
实施例3：蓖麻油210g，双金属催化剂0.05g；真空脱水温度120～130℃，脱水时间2小时；充氮至0.02～0.04MPa，诱导期PO加入量50g，温度为120～160℃；诱导期结束PO加入量422g，聚合温度120～140℃；熟化温度120～140℃，熟化时间0.5小时；加入PO/EO混合液864g(PO784g+EO80g)，聚合温度140～160℃；熟化温度140～160℃，熟化时间0.5小时；熟化完脱气1小时，脱水至合格，脱水温度110～120℃。
实施例4：蓖麻油210g，双金属催化剂0.05g；真空脱水温度120～130℃，脱水时间2小时；充氮至0.02～0.04MPa，诱导期P0加入量50g，温度为120～160℃；诱导期结束PO加入量593g，聚合温度120～140℃；熟化温度120～140℃，熟化时间0.5小时；加入PO/EO混合液693g(PO538g+EO155g)，聚合温度140～160℃；熟化温度140～160℃，熟化时间0.5小时；熟化完脱气1小时，脱水至合格，脱水温度110～120℃。
实施例5：蓖麻油210g，双金属催化剂0.05g；真空脱水温度120～130℃，脱水时间2小时；充氮至0.02～0.04MPa，诱导期PO加入量50g，温度为120～160℃；诱导期结束PO加入量593g，聚合温度120～140℃；熟化温度120～140℃，熟化时间0.5小时；加入PO/EO混合液693g(PO577g+EO116g)，聚合温度140～160℃；熟化温度140～160℃，熟化时间0.5小时；熟化完脱气1小时，脱水至合格，脱水温度110～120℃。
实施例6：蓖麻油210g，双金属催化剂0.05g；真空脱水温度120～130℃，脱水时间2小时；充氮至0.02～0.04MPa，诱导期PO加入量50g，温度为120～160℃；诱导期结束PO加入量593g，聚合温度120～140℃；熟化温度120～140℃，熟化时间0.5小时；加入PO/EO混合液693g(PO613g+EO80g)，聚合温度140～160℃；熟化温度140～160℃，熟化时间0.5小时；熟化完脱气1小时，脱水至合格，脱水温度110～120℃。
将上述各实施例进行检测，各项性能指标如下表：
Figure BSA00000654766000061
本发明不局限于上述实施例，在实际应用时，可根据聚醚多元醇的不同性能要求及使用场合，选择下述实施例中的蓖麻油和原料配比和催化剂用量、开环聚合反应和熟化温度、时间等工艺参数和条件，或除下述各实施例以外的工艺参数和条件，但均不以任何形式限制本发明的范围。

Claims (3)

1.一种高分子量蓖麻油聚醚多元醇的合成方法，其特征在于：
a、按重量计聚醚成品总量∶双金属催化剂＝1000∶0.03～0.05，将蓖麻油和双金属催化剂混合，并在120～130℃温度条件下真空脱水2～3小时，得到脱水后的蓖麻油和双金属催化剂的混合物，其中双金属催化剂为六氰钴酸锌；
b、将脱水后的蓖麻油和双金属催化剂的混合物在120～160℃温度条件下与环氧丙烷进行聚合反应，得到具有一定分子量的聚醚多元醇，按重量计环氧丙烷的加入量为聚醚总量的5％～80％；
c、按重量计聚醚成品总量∶环氧乙烷＝1∶0.05～0.4，其中按环氧丙烷∶环氧乙烷＞1∶1比例混合均匀，再将具有一定分子量的聚醚多元醇在140～160℃下与环氧丙烷和环氧乙烷混合液进行聚合反应，即得成品；
2.根据权利要求1所述的一种高分子量蓖麻油聚醚多元醇的合成方法，其特征在于：所述的蓖麻油可为纯蓖麻油和市售蓖麻油或两种的任意比例的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种高分子量蓖麻油聚醚多元醇的合成方法，其特征在于：真空脱水时充氮气，保持脱水压力为0.02～0.04MPa。
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