CN102875796A - 一种提高聚醚多元醇生产用dmc催化剂活性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工领域，具体涉及一种提高聚醚多元醇生产用DMC催化剂活性的方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种提高聚醚多元醇生产用DMC催化剂活性的方法，以降低生产成本，提高聚醚多元醇的产品竞争力。本发明的技术方案为：采用市售聚醚多元醇生产用DMC催化剂和聚醚多元醇助剂混合后高速剪切搅拌，达到提高DMC催化剂活性的目的。利用本方法改良的DMC催化剂反应活性显著提高，并降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高DMC催化剂活性的方法，具体涉及一种提高聚醚多元醇生产用的DMC催化剂活性的方法。
背景技术
近年来，随着聚氨酯工业的飞速发展，国内外各大生产企业和科研机构围绕聚醚多元醇产品质量性能的提高和生产成本的降低，进行了大量的研究和开发工作。适用于弹性体、防
水涂料、粘合剂、密封材料等用途的聚醚多元醇多为二元醇与环氧丙烷的聚合物。生产这种
聚醚多元醇在行业内多采用锌/钴双金属氰化络合物（DMC）催化剂，采用DMC催化剂生产
出的聚醚多元醇产品（如山东蓝星东大化工有限责任公司弹性体聚醚多元醇DL系列）具有
反应充分，分子量分布规整，不饱和度低等显著特点。相比使用传统催化剂来说，使用DMC催化剂生产聚醚多元醇具有工艺简单，便于操作，对设备无腐蚀，不需要后处理等优点。
目前，市面上出售的DMC催化剂产品价格昂贵，使用条件苛刻。为降低生产成本，提
高产品竞争力，对现有DMC催化剂产品进行改良是比较有效的手段。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高聚醚多元醇生产用DMC催化剂活性的方法，
以降低生产成本，提高催化剂活性，以提高聚醚多元醇的产品竞争力。
本发明的技术方案为：
一种提高聚醚多元醇生产用DMC催化剂活性的方法，其特征在于向市售DMC产品中加
入助剂混合并进行高速剪切搅拌反应，所述助剂为官能度为2~4的聚醚多元醇，指标范围为羟值270~350mgKOH/g，酸值≤0.05mgKOH/g，水分≤0.05%，pH5~7，钾含量≤0.0005%，DMC
与助剂的质量比例为0.08~0.1：100。
所述的体系反应温度优选45~60℃。
所述的体系反应压力优选0~0.1MPa。
所述的体系反应时间优选40~60min。
所述高速剪切搅拌的转速为1500~3000r/min。
所述的高速剪切搅拌优选实验室用高速剪切机。
所述的混合为DMC催化剂和助剂分三次加入，加入的顺序为第一部分助剂、DMC催化
剂、其余助剂，第一部分助剂与其余助剂的比例为任意比例。
所述聚醚多元醇生产用DMC催化剂为市售，为锌/钴双金属氰化络合物。
所述的改进体系在高速剪切机中进行，因DMC催化剂密度小，重量轻。加入后催化剂处
于上层，因而加料方式采取先液后固再液的方式，即先加助剂后加DMC催化剂再加助剂的
方式，以使两种组分更易混合均匀。过高的温度会造成DMC催化剂的失活，在实验过程中
需将高速剪切机通入冷却水以保证体系温度。
本发明的有益效果在于：
1、显著提高DMC催化剂的活性。
2、通过提高DMC催化剂的活性，进而减少DMC的使用量，达到减少成本的目的。
具体实施方式
以下实施例用来进一步说明本发明，但不限制本发明。
实施例1：
提高聚醚多元醇生产用DMC催化剂活性的方法工艺步骤如下：
在实验室用高速剪切机加入10g聚醚助剂（牌号DL-400，山东蓝星东大化工有限责任公司），之后加入0.09gDMC催化剂样品，之后再次放入90g聚醚助剂。保持温度45℃，通入氮气置换3次后冲氮气至0.1MPa。开启搅拌，调整搅拌转速至2800r/min持续40min，得到混合均匀的改进产品。
实施例2：
提高聚醚多元醇生产用DMC催化剂活性的方法工艺步骤如下：
在实验室用高速剪切机加入30g聚醚助剂（牌号DL-400，山东蓝星东大化工有限责任公司），之后加入0.09gDMC催化剂样品，之后再次放入70g聚醚助剂。保持温度50℃，通入氮气置换3次后冲氮气至0.05MPa。开启搅拌，搅拌转速调至3000r/min持续50min得到混合均匀的改进产品。
实施例3：
提高聚醚多元醇生产用DMC催化剂活性的方法工艺步骤如下：
在实验室用高速剪切机加入60g聚醚助剂（牌号DL-400，山东蓝星东大化工有限责任公司），之后加入0.09gDMC催化剂样品，之后再次放入40g聚醚助剂。保持温度60℃，通入氮气置换3次后冲氮气至0.1MPa，开启搅拌，搅拌转速调至1500r/min持续1h得到混合均匀的改进产品。
实施例4：
提高聚醚多元醇生产用DMC催化剂活性的方法工艺步骤如下：
在实验室用高速剪切机加入50g聚醚助剂（牌号DL-400，山东蓝星东大化工有限责任公司），之后加入0.09gDMC催化剂样品，之后再次放入50g聚醚助剂。保持温度60℃，通入氮气置换3次后冲氮气至0MPa，开启搅拌，搅拌转速调至1500r/min持续50min得到混合均匀的改进产品。
对比例1：
分别取实施例1、实施例2、实施例3和实施例4所得的改进产品以及未改进的DMC催化剂0.09g（与实施例中含量相同）进行小试投料验证，小试反应在3L不锈钢反应釜中进行，原料除催化剂外均为固定值，从反应引发时间做对比得到结果如表1：
所述小试反应是指在DMC催化剂催化下引发的起始聚醚和环氧丙烷的反应，反应釜中加入聚醚多元醇DL-400（山东蓝星东大化工有限责任公司）400g，加入实施例制得的催化剂样品和0.01g硫酸，环氧丙烷罐体内加入环氧丙烷2kg。将反应釜升温至100℃，真空脱水10min之后，通入少量的环氧丙烷至釜内压力为0.15MPa，同时升高温度至120℃左右，通过反应釜压力和温度的变化情况判断反应进程，以开始通入环氧丙烷至反应釜出现压力骤降和温度骤升的时间为体系内DMC催化剂的引发时间。之后缓慢通入环氧丙烷至反应完成得到产品。使用四个实施例所得DMC产品实验所得小试产品指标均符合投料之前设定范围。
表1以本发明实施例中制备的DMC催化剂与未改进DMC催化剂反应引发时间的比较
| 样品编号 | DMC催化剂用量/g | 反应引发时间/min |
| 实施例1 | 100 | 26 |
| 实施例2 | 100 | 24 |
| 实施例3 | 100 | 29 |
| 实施例4 | 100 | 28 |
| 未改进DMC催化剂 | 0.09 | 30 |
通过表1可以看出在相同DMC催化剂用量情况下，实施例2制备的产品反应引发时间最短，说明搅拌速度越快，持续时间越长，制得的改进产品效果越好。
对比例2：
分别取不同用量的实施例2所制得的改进产品进行小试投料验证，小试反应在不锈钢反应釜中进行，原料除催化剂外均为固定值，从小试反应的DMC用量和反应引发时间做对比得到结果如表2：
表2不同剂量的实施例2改进产品反应引发时间比较
| 样品编号 | DMC催化剂用量/g | 反应引发时间/min |
| 实施例2 | 80 | 28 |
| 实施例2 | 70 | 30 |
| 实施例2 | 50 | 40 |
通过表1和表2对比得出，适当减少DMC催化剂用量对小试反应引发时间影响不大，可以说明改进产品的活性显著提高。
使用本发明改进的DMC催化剂可以降低聚醚多元醇的生产成本，以本发明中所用试剂为例：
本发明所用的市售DMC催化剂成本约为人民币2500元/kg。而添加的聚醚多元醇助剂随弹性聚醚多元醇牌号的不同进行选择（如生产起始剂官能度为2的弹性体系列聚醚多元醇可以选用起始剂为2的聚醚多元醇助剂），其成本计算在生产原料成本中。
以实施例2所得的产品为例，80g改进型DMC催化剂的加入量就可以替代之前0.09gDMC催化剂用量的活性，而其中所含有效催化剂含量为0.072g。可以节省DMC催化剂20%左右。假设规模化工业生产的弹性体聚醚多元醇每批产量为60吨，每批产品所需要的DMC催化剂为1.8kg，如采用改进型进行生产，则可以节省DMC催化剂0.36kg，合计人民币900元。一般弹性体聚醚生产企业每批产品的生产周期在一天左右，假定每年一条弹性体聚醚生产线生产300个批次的产品，通过使用改进型DMC催化剂可节省人民币27万元。
Claims (4)
1.一种提高聚醚多元醇生产用DMC催化剂活性的方法，其特征在于向市售DMC产品中加入助剂并进行高速剪切搅拌反应，所述助剂为官能度为2～4的聚醚多元醇，指标范围为羟值270~350mgKOH/g，酸值≤0.05mgKOH/g，水分≤0.05%，pH5~7，钾含量≤0.0005%，DMC与助剂的质量比例为0.08~0.1：100。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述搅拌反应温度为45~60℃，反应压力为0~0.1MPa，反应时间为40~60min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述高速剪切搅拌的转速为1500~3000r/min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于DMC和助剂分三次加入，加入的顺序为第一部分助剂、DMC、其余助剂，第一部分助剂与其余助剂的比例为任意比例。
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