CN102964581B - 丁二酸酐类聚酯多元醇的制备方法 - Google Patents

丁二酸酐类聚酯多元醇的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于化工合成技术领域，具体地说，涉及一种丁二酸酐类聚酯多元醇的制备方法。其以丁二酸酐和小分子二元醇为反应物，在催化剂的作用下，氮气密封、加热，通过开环聚合反应制得丁二酸酐类聚酯多元醇。本发明采用丁二酸酐与多元醇反应与以丁二酸为原料的直接酯化法相比：减少了制备工时，提高了收率；减少了最后出水量，简化了后处理，降低了成本；同时减轻了聚合单体对设备的腐蚀，降低了设备维护费用，更有利于工业化生产。

Description

丁二酸酐类聚酯多元醇的制备方法
技术领域
本发明属于化工合成技术领域，具体地说，涉及一种丁二酸酐类聚酯多元醇的制备方法。
背景技术
丁二酸类聚酯多元醇是聚氨酯材料和生物可降解材料的主要原料之一，其与二异氰酸酯反应制得的聚氨酯弹性体材料具有耐磨性好、回弹高、耐溶剂性好等特点，制得的聚氨酯硬泡保温材料导热系数低、保温性能突出，得到了广泛的应用。目前多采用丁二酸为原料的直接酯化法制备丁二酸酐类聚酯多元醇，其副产物水分多、收率低、聚合单体对设备腐蚀性大。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种副产物水分少、收率高、聚合单体对设备的腐蚀小的丁二酸酐类聚酯多元醇的制备方法。
本发明的技术方案是：一种丁二酸酐类聚酯多元醇的制备方法，以丁二酸酐和小分子二元醇为反应物，在催化剂的作用下，氮气密封、加热，通过开环聚合反应制得丁二酸酐类聚酯多元醇。
其具体工艺步骤如下：
将丁二酸酐、小分子二元醇和催化剂依次加入反应器中，氮气密封、加热，当温度升至140～145℃时调节加热速率，控制回流塔顶温度在100～102℃，控制冷凝器出水速度，防止大量水蒸气将大量小分子多元醇带出分流冷凝器。将温度缓慢升至170～175℃保温2～3h，然后将温度升至220～225℃，当出水完全停止后，酯化反应基本完成，停止通冷却水，抽真空，降温，制得丁二酸类聚酯多元醇。
所述小分子二元醇选自1,4-丁二醇（1,4-BD）、乙二醇（EG）、1,2-丙二醇（1,2-PG）或一缩二乙二醇（DEG）等低分子量二元醇中的一种或多种。
所述丁二酸酐与小分子二元醇的摩尔比为1:1.13～1:2.0。
所述丁二酸酐与催化剂的质量比为100：0.05～0.15。
所述催化剂选自钛酸四丁酯、辛酸亚锡或异辛酸铋中的一种或多种。
本发明制得的丁二酸酐类聚酯多元醇的羟值为54～380mgKOH/g，酸值≤1.5mgKOH/g，含水率≤0.03％。
本发明的有益效果在于：本发明采用丁二酸酐与多元醇反应与以丁二酸为原料的直接酯化法相比：
1、减少了制备工时，提高了收率；
2、减少了最后出水量，简化了后处理，降低了成本；
3、同时减轻了聚合单体对设备的腐蚀，降低了设备维护费用，更有利于工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例具体说明本发明。
实施例1：
向反应釜中依次加入丁二酸酐、200g（2.0mol），乙二醇、140g（2.26mol），催化剂选用钛酸四丁酯、0.15g；氮气封釜，加热。当温度升至140～145℃时调节加热速率，控制回流塔顶温度在100～102℃，控制冷凝器出水速度，然后将温度缓慢升至170～175℃之间保温2h。将温度升至220～225℃，当出水完全后停止通冷却水，启动真空泵抽真空，每隔一定时间测羟值、酸值和水分，各项指标合格后开始降温放料，得到丁二酸酐类聚酯多元醇。其羟值为54mgKOH/g，酸值为0.3mgKOH/g，含水率为0.017％。
实施例2：
向反应釜中依次加入丁二酸酐200g（2.0mol），一缩二乙二醇、424.5g（4.0mol），催化剂选用辛酸亚锡、0.1g，氮气封釜，加热。当温度升至140～145℃时调节加热速率，控制回流塔顶温度在100～102℃，控制冷凝器出水速度，然后将温度缓慢升至170～175℃之间保温3h。将温度升至220～225℃，当出水完全后停止通冷却水，启动真空泵抽真空，每隔一定时间测羟值、酸值和水分，各项指标合格后开始降温放料，得到丁二酸酐类聚酯多元醇。其羟值为380mgKOH/g，酸值为1.0mgKOH/g，含水率为0.03％。
实施例3：
向反应釜中依次加入丁二酸酐200g（2.0mol），乙二醇、125.9g（2.03mol）、1,2-丙二醇、17.2g（0.23mol），催化剂选用异辛酸铋、0.16g，氮气封釜，加热。当温度升至140～145℃时调节加热速率，控制回流塔顶温度在100～102℃，控制冷凝器出水速度，然后将温度缓慢升至170～175℃之间保温3h。将温度升至220～225℃，当出水完全后停止通冷却水，启动真空泵抽真空，每隔一定时间测羟值、酸值和水分，各项指标合格后开始降温放料，得到丁二酸酐类聚酯多元醇。其羟值为56.51mgKOH/g，酸值为0.31mgKOH/g，含水率为0.022％。
实施例4：
向反应釜中依次加入丁二酸酐、200g（2.0mol），1,4-丁二醇、215.8g（2.4mol），催化剂选用钛酸四丁酯、0.15g，氮气封釜，加热。当温度升至140～145℃时调节加热速率，控制回流塔顶温度在100～102℃，控制冷凝器出水速度，然后将温度缓慢升至170～175℃之间保温2h。将温度升至220～225℃，当出水完全后停止通冷却水，启动真空泵抽真空，每隔一定时间测羟值、酸值和水分，各项指标合格后开始降温放料，得到丁二酸酐类聚酯多元醇。其羟值为55.92mgKOH/g，酸值为0.36mgKOH/g，含水率0.03％。
实施例5：
向反应釜中依次加入丁二酸酐、200g（2.0mol），乙二醇、143.2g（2.31mol），催化剂选用钛酸四丁酯、0.3g，氮气封釜，加热。当温度升至140～145℃时调节加热速率，控制回流塔顶温度在100～102℃，控制冷凝器出水速度，然后将温度缓慢升至170～175℃之间保温2h。将温度升至220～225℃，当出水完全后停止通冷却水，启动真空泵抽真空，每隔一定时间测羟值、酸值和水分，各项指标合格后开始降温放料，得到丁二酸酐类聚酯多元醇。其羟值为75.18mgKOH/g，酸值为0.24mgKOH/g，含水率为0.013％。
实施例6：
向反应釜中依次加入丁二酸酐200g（2.0mol），乙二醇、63.9g（1.03mol）、1,4-丁二醇、90.0g（1.0mol）、一缩二乙二醇、24.4g（0.23mol），催化剂选用异辛酸铋、0.16g，氮气封釜，加热。当温度升至140～145℃时调节加热速率，控制回流塔顶温度在100～102℃，控制冷凝器出水速度，然后将温度缓慢升至170～175℃之间保温3h。将温度升至220～225℃，当出水完全后停止通冷却水，启动真空泵抽真空，每隔一定时间测羟值、酸值和水分，各项指标合格后开始降温放料，得到丁二酸酐类聚酯多元醇。其羟值为56.81mgKOH/g,酸值为0.37mgKOH/g，含水率为0.026％。

Claims (4)

1.一种丁二酸酐类聚酯多元醇的制备方法，其特征在于，将丁二酸酐、小分子二元醇和催化剂依次加入反应器中，氮气密封、加热，当温度升至140～145℃时调节加热速率，控制回流塔顶温度在100～102℃，控制冷凝器出水速度，防止大量水蒸气将小量水分子二元醇带出分流冷凝器；将温度缓慢升至170～175℃保温2～3h，然后将温度升至220～225℃，当水分完全停止后，酯化反应基本完成，停止通冷却水，抽真空，降温，制得丁二酸类聚酯多元醇；
所述小分子二元醇为乙二醇，1,2-丙二醇或一缩二乙二醇中的一种或多种；
所述丁二酸酐类聚酯多元醇，羟值为54～75.18mgKOH/g，酸值≤0.37mgKOH/g，含水率≤0.03％。
2.根据权利要求1所述的丁二酸酐类聚酯多元醇的制备方法，其特征在于，所述丁二酸酐与小分子二元醇的摩尔比为1:1.13～1.2。
3.根据权利要求1所述的丁二酸酐类聚酯多元醇的制备方法，其特征在于，所述丁二酸酐与催化剂的重量比为100:0.05～0.15。
4.根据权利要求1所述的丁二酸酐类聚酯多元醇的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自钛酸四丁酯、辛酸亚锡或异辛酸铋中的一种或多种。
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