CN102911354B - 聚醚多元醇的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工合成技术领域，具体地说，涉及一种环保型聚醚多元醇的制备方法。其以蔗糖、山梨醇、一缩二乙二醇及植物油为混合起始剂，在胺类催化剂作用下，与环氧丙烷在温度75～130℃、压力0.1～0.6MPa条件下进行聚合得到。本发明反应速度适中，制得的聚醚多元醇反应活性低；反应产物脱水后可直接过滤放料，无需脱除钾离子的后处理过程，成本较低；制得的聚醚多元醇与戊烷类发泡剂互溶性良好，能在各种苛刻使用条件下保证戊烷类组合料透明，能够满足客户长期存储及使用要求，可直接应用戊烷发泡体系来替代HCFC-141b发泡体系，实现所制备泡沫塑料的绿色环保。
Description
技术领域
本发明属于化工合成技术领域，具体地说，涉及一种环保型聚醚多元醇的制备方法。
背景技术
目前，在硬泡组合聚醚中所使用的物理发泡剂仍以HCFC-141b（一氟二氯乙烷）为主，其ODP=0.11，该发泡剂对大气臭氧层仍有破坏作用，达不到完全环保的目的，所以决定了其只是一种过渡型的替代产品。随着全球气候的变化无常和加速变暖，环保问题已经成为重要事宜，已规定2030年将全面停止HCFC-141b的生产和消费，到2013年把我国HCFC-141b的消费量冻结到2009和2010年的平均水平（基线水平），并在2015年削减10％，但随着全球经济的发展，HCFC-141b发泡剂的替代已经显得很迫切。
烷烃化合物作为新一代环保型发泡剂，因其ODP值为零，温室效应很小，无毒，且价格低廉、来源丰富，越来越受到重视，将是HCFC-141b发泡剂替代的主要趋势之一。其中有实用价值的烷烃发泡剂主要是液态的环戊烷、正戊烷、异戊烷三种，通称为“戊烷类发泡剂”。
但戊烷类发泡剂在普通硬泡用聚醚多元醇中的溶解性较差，环戊烷在不同的通用硬泡聚醚多元醇中的溶解度在10％-20％范围，而正戊烷及异戊烷的溶解度仅在7％以内。为了使添加发泡剂达到一定的量，一般需添加特殊助剂，这将大大增加组合料成本。故戊烷发泡体系的普通硬泡组合料在常温下即呈现浑浊状态，使用时易出现分层现象，将严重影响生产的聚氨酯泡沫塑料的性能。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种价格较低，与戊烷类发泡剂互溶性良好的环保型聚醚多元醇的制备方法。
本发明的技术方案是：聚醚多元醇的制备方法，以蔗糖、山梨醇、一缩二乙二醇及植物油为混合起始剂，在胺类催化剂作用下，与环氧丙烷在温度75～130℃、压力0.1～0.6MPa条件下进行聚合，得到较低粘度的，可直接应用于戊烷发泡体系的聚醚多元醇。
聚合反应的温度范围为75～130℃，最佳反应温度范围为105～115℃，反应温度低于75℃时，会加长反应时间，若反应温度高于130℃时，能够加快反应速度，但合成聚醚颜色加深。
所述混合起始剂与环氧丙烷的质量比为528.3～614.4:1022。
所述植物油在反应体系中所占的重量百分比为5％～10％。反应体系指起始剂与环氧丙烷。植物油的总加入量会影响合成聚醚的粘度及与发泡剂的互溶性。植物油加入量偏低，合成的聚醚多元醇与戊烷类发泡剂的互溶性较差；随着植物油加入量的提高，其合成的聚醚多元醇与戊烷类发泡剂的互溶性会提高，但聚醚多元醇本身的粘度会有较大幅度下降，这将影响生产的泡沫塑料的尺寸稳定性等性能。故植物油在反应体系中的重量百分比控制在5％～10％。
所述混合起始剂中蔗糖、山梨醇、一缩二乙二醇及植物油的重量比为246.2：109.2：95.4：77.5～163.6。
所述植物油为棕榈油与大豆油的混合物，两者质量比为50～70：30～50。植物油选择价格较低的棕榈油与大豆油，大豆油所占比例较大时会使反应时间加长。
所述胺类催化剂为2,4,6-三（二甲胺甲基）-苯酚，其在反应体系中所占的重量百分比为0.8～1.0％。2,4,6-三（二甲胺甲基）-苯酚本身碱性适中，作为聚醚合成过程中的催化剂，能使整个反应过程保持平稳的速度，且合成的聚醚多元醇活性低。
本发明制得的聚醚多元醇粘度在5500～7000mPa.S（25℃），羟值在410～450mgKOH/g之间。
本发明的有益效果在于：
1、聚合过程反应速度适中，制得的聚醚多元醇反应活性低；
2、反应产物脱水后可直接过滤放料，无需脱除钾离子的后处理过程，成本较低，可广泛应用于各类硬质聚氨酯泡沫塑料；
3、制得的聚醚多元醇与戊烷类发泡剂互溶性良好，能在各种苛刻使用条件下保证戊烷类组合料透明，能够满足客户长期存储及使用要求，可直接应用戊烷发泡体系来替代HCFC-141b发泡体系，实现所制备泡沫塑料的绿色环保。
具体实施方式
以下结合实施例具体说明本发明。
实施例1：
聚醚多元醇的制备工艺如下：
在装配有搅拌器、计量器、加热温控装置、冷却装置（包括外夹套与内蛇管）和压力传感器的5L高压釜内，，加入蔗糖246.2g、山梨醇109.2g、一缩二乙二醇95.4g、棕榈油46.5g、大豆油31g、催化剂2,4,6-三（二甲胺甲基）-苯酚14.0g,氮气置换3～5次，加入90g环氧丙烷后加热升温搅拌，在80～85℃，压力0.1～0.4MPa反应2小时左右。之后升温至110～120℃，压力控制在0.1～0.6MPa，将剩余932g环氧丙烷分成8～10批陆续加入，之后补充反应1.5h至反应完全。之后降温至80～95℃真空脱水1h后过滤放料。
制得的聚醚多元醇理化指标如下：
羟值：422mgKOH/g
粘度（25℃）：6500mPa.S
与异戊烷互溶性：组合料透明（25℃）
与异戊烷互溶性：组合料透明（0℃）
实施例2：
聚醚多元醇的制备工艺如下：
在装配有搅拌器、计量器、加热温控装置、冷却装置（包括外夹套与内蛇管）和压力传感器的5L高压釜内，加入蔗糖246.2g、山梨醇109.2g、一缩二乙二醇95.4g、棕榈油98.2g、大豆油65.4g、催化剂2,4,6-三（二甲胺甲基）-苯酚14.7g,氮气置换3～5次，加入90g环氧丙烷后加热升温搅拌，在80～85℃，压力0.1～0.4MPa反应2小时左右。之后升温至110～120℃，压力控制在0.1～0.6MPa，将剩余932g环氧丙烷分成8～10批陆续加入，之后补充反应1.5h至反应完全。之后降温至80～95℃真空脱水1h后过滤放料。
制得的聚醚多元醇理化指标如下：
羟值：415mgKOH/g
粘度（25℃）：5900mPa.S
与异戊烷互溶性：组合料透明（25℃）
与异戊烷互溶性：组合料透明（0℃）
对比例1：
聚醚多元醇的制备工艺如下：
在装配有搅拌器、计量器、加热温控装置、冷却装置（包括外夹套与内蛇管）和压力传感器的5L高压釜内，加入蔗糖246.2g、山梨醇109.2g、一缩二乙二醇95.4g、催化剂2,4,6-三（二甲胺甲基）-苯酚13.3g,氮气置换3～5次，加入90g环氧丙烷后加热升温搅拌，在80～85℃，压力0.1～0.4MPa反应2小时左右。之后升温至110～120℃，压力控制在0.1～0.6MPa，将剩余932g环氧丙烷分成8～10批陆续加入，之后补充反应1.5h至反应完全。之后降温至80～95℃真空脱水1h后过滤放料。
制得的聚醚多元醇理化指标如下：
羟值：440mgKOH/g
粘度（25℃）：7000mPa.S
与异戊烷互溶性：组合料浑浊（25℃）
与异戊烷互溶性：组合料浑浊（0℃）
对比例2：
聚醚多元醇的制备工艺如下：
在装配有搅拌器、计量器、加热温控装置、冷却装置（包括外夹套与内蛇管）和压力传感器的5L高压釜内，加入蔗糖246.2g、山梨醇109.2g、一缩二乙二醇95.4g、棕榈油25.5g、大豆油23g、催化剂2,4,6-三（二甲胺甲基）-苯酚13.8g,氮气置换3～5次，加入90g环氧丙烷后加热升温搅拌，在80～85℃，压力0.1～0.4MPa反应2小时左右。之后升温至110～120℃，压力控制在0.1～0.6MPa，将剩余932g环氧丙烷分成8～10批陆续加入，之后补充反应1.5h至反应完全。之后降温至80～95℃真空脱水1h后过滤放料。
制得的聚醚多元醇理化指标如下：
羟值：430mgKOH/g
粘度（25℃）：6850mPa.S
与异戊烷互溶性：组合料透明（25℃）
与异戊烷互溶性：组合料浑浊（0℃）
通过实施例与对比例可以看出，随着起始剂中植物油的加入及加入量的增加，所合成的聚醚多元醇与异戊烷的互溶性在增大，普通硬泡聚醚多元醇在常温时与异戊烷所配置组合料即浑浊，而实施例所得聚醚多元醇可在0℃时保证组合料透明。
Claims (6)
1.一种聚醚多元醇的制备方法，其特征在于，以蔗糖、山梨醇、一缩二乙二醇及植物油为混合起始剂，在胺类催化剂作用下，与环氧丙烷在温度75～130℃、压力0.1～0.6MPa条件下进行聚合得到；
所述的混合起始剂中蔗糖、山梨醇、一缩二乙二醇及植物油的重量比为246.2：109.2：95.4：77.5～163.6。
2.根据权利要求1所述的聚醚多元醇的制备方法，其特征在于，所述混合起始剂与环氧丙烷的质量比为528.3～614.4:1022。
3.根据权利要求1所述的聚醚多元醇的制备方法，其特征在于，所述植物油在反应体系中所占的重量百分比为5％～10％。
4.根据权利要求1或3所述的聚醚多元醇的制备方法，其特征在于，所述植物油为棕榈油与大豆油的混合物，两者质量比为50～70：30～50。
5.根据权利要求1所述的聚醚多元醇的制备方法，其特征在于，所述胺类催化剂在反应体系中所占的重量百分比为0.8～1.0％。
6.根据权利要求1或5所述的聚醚多元醇的制备方法，其特征在于，所述胺类催化剂为2,4,6-三(二甲胺甲基)-苯酚。
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