CN103254367A - 聚合物多元醇的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚合物多元醇的制备方法，属于聚氨酯发泡领域。本发明将部分基础聚醚、引发剂、链转移剂、大分子分散剂、乙烯基单体混合均匀后加入到底料中进行聚合反应，反应完成后得到一种有机和无机相复合的聚合物多元醇，其中底料为剩余基础聚醚和无机粉料的混合物。该发明通过引入纳米级无机粉料到聚合过程中，使得合成的产品硬度高，耐磨性好，长期稳定存放不分层。

Description

聚合物多元醇的制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚合物多元醇的制备方法，属于聚氨酯发泡领域。
背景技术
接枝聚醚多元醇，又称聚合物多元醇(POP)，是以聚醚多元醇(PPG or PEG)为母体，与苯乙烯、丙烯腈等不饱和单体进行接枝共聚而成的一种改性聚醚，广泛应用于高承载软泡和半硬泡聚氨酯(PU)的生产中。由于其采用Graft from和Graft through的接枝聚合方法，形成了以聚醚多元醇为连续相，苯乙烯、丙烯腈共聚物为固态颗粒相的分散悬浮液。正是这种特殊的组成使其制得的PU泡沫既保持了基础聚醚所赋予的韧性又引入了乙烯基共聚物的刚性。然而无论在POP自身制备或是在聚氨酯泡沫生产应用中都希望其具有分散稳定、固含率高和粘度低的特点。
早年，聚氨酯工业广泛使用碳酸钙、滑石粉、重钙或轻钙等常规无机填料来增强制品的性能。一方面，掺有无机填料的物料粘度大、体系不稳定给加工工艺带来困难；另一方面，无机填料使制品的部分物理性能增强而使另一些物理性能明显下降。因此，该方法不理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚合物多元醇的制备方法，该方法提高了产品的质量，增加了产品的储藏周期。
本发明所述的聚合物多元醇的制备方法，是将部分基础聚醚、引发剂、链转移剂、大分子分散剂、乙烯基单体混合均匀后加入到底料中进行聚合反应，反应完成后得到一种有机和无机相复合的聚合物多元醇，其中底料为剩余基础聚醚和无机粉料的混合物。
所述的无机粉料是纳米碳酸钙、纳米滑石粉、纳米重钙或纳米轻钙中的一种。
所述的无机粉料优选纳米碳酸钙。
所述的原料配方重量份数如下：
Figure BDA00003245135100011
所述的基础聚醚的分子量为3000-5000，官能度为3，由环氧乙烷和环氧丙烷共聚制得，其中环氧乙烷含量为7-18%，底料中基础聚醚的含量占基础聚醚总量的30-50%。
所述的引发剂是偶氮类的、过氧类的或氧化还原体系中的一种，优选偶氮二异丁腈。
所述的大分子分散剂是由3官能度5000-20000分子量聚醚和顺酐反应，再由环氧丙烷或者环氧乙烷封端异构化制得。
所述的链转移剂是正十二硫醇、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇或异丙醇中的一种，优选正十二硫醇。
所述的乙烯基单体为苯乙烯和丙烯腈的混合物，苯乙烯和丙烯腈的质量比为1：4-4：1。
所述的聚合反应中加料速度为30-200g/h，反应温度为100-130℃，反应压力为0.05-0.2Mpa，反应时间为0.5-3h。
在底料中用部分基础聚醚分散无机粉料，使无机粉料均匀的分布于基础聚醚中，便于原料的添加和反应的正常进行。
本发明中的分散相可视为有机填料，对聚氨酯泡沫体的压缩负荷、抗拉强度等性能指标有明显的增强作用，有如碳黑对于橡胶的增强作用。
本发明通过引入纳米级无机粉料到聚合过程中，使纳米级无机粉料成为内核，有机化合物聚合成包衣，形成无机和有机复合的聚合物多元醇，而且能够长期稳定存在。
本发明的有益效果如下：
与现有技术相比，本发明通过引入纳米级无机粉料到聚合过程中，使得合成的产品硬度高，耐磨性好，长期稳定存放不分层。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
用基础聚醚30g混合纳米碳酸钙8g作为底料，将基础聚醚30g、引发剂0.2g、链转移剂0.2g、大分子分散剂2g、苯乙烯15g、丙烯腈15g混合均匀后，按照30g/h速度连续加入到底料中，在温度为110℃，压力为0.1Mpa下，反应2小时后得到一种有机和无机相复合的聚合物多元醇。
聚合物多元醇的分析结果：羟值（mgKOH/g）为31.5，pH值为7.2，粘度（25℃，mpa.s）为5600，邵氏硬度为80度，压陷比为1.8，回弹率30%，拉伸强度12Mpa，150目筛通过率100%。
实施例2
用基础聚醚16.5g混合纳米滑石粉3g作为底料，将基础聚醚38.5g、引发剂0.8g、链转移剂0.5g、大分子分散剂5g、苯乙烯15g、丙烯腈15g混合均匀后，按照40g/h速度连续加入到底料中，在温度为120℃，压力为0.05Mpa下，反应0.5小时后得到一种有机和无机相复合的聚合物多元醇。
聚合物多元醇的分析结果：羟值（mgKOH/g）为30.5，pH值为7.08，粘度（25℃，mpa.s）为5800，邵氏硬度为82度，压陷比为1.9，回弹率33%，拉伸强度14Mpa，150目筛通过率100%。
实施例3
用基础聚醚20g混合纳米轻钙10g作为底料，将基础聚醚30g、引发剂0.5g、链转移剂0.8g、大分子分散剂8g、苯乙烯15g、丙烯腈15g混合均匀后，按照35g/h速度连续加入到底料中，在温度为130℃，压力为0.2Mpa下，反应3小时后得到一种有机和无机相复合的聚合物多元醇。
聚合物多元醇的分析结果：羟值（mgKOH/g）为29.5，pH值为6.98，粘度（25℃，mpa.s）为5700，邵氏硬度为85度，压陷比为2.0，回弹率35%，拉伸强度13Mpa，150目筛通过率100%。

Claims (10)

1.一种聚合物多元醇的制备方法，将部分基础聚醚、引发剂、链转移剂、大分子分散剂、乙烯基单体混合均匀后加入到底料中进行聚合反应，反应完成后得到一种有机和无机相复合的聚合物多元醇，其特征在于底料为剩余基础聚醚和无机粉料的混合物。
2.根据权利要求1所述的聚合物多元醇的制备方法，其特征在于所述的无机粉料是纳米碳酸钙、纳米滑石粉、纳米重钙或纳米轻钙中的一种。
3.根据权利要求2所述的聚合物多元醇的制备方法，其特征在于所述的无机粉料优选纳米碳酸钙。
4.根据权利要求1所述的聚合物多元醇的制备方法，其特征在于所述的原料配方重量份数如下：
Figure FDA00003245135000011
5.根据权利要求4所述的聚合物多元醇的制备方法，其特征在于所述的基础聚醚的分子量为3000-5000，官能度为3，由环氧乙烷和环氧丙烷共聚制得，其中环氧乙烷含量为7-18%，底料中基础聚醚的含量占基础聚醚总量的30-50%。
6.根据权利要求4所述的聚合物多元醇的制备方法，其特征在于所述的引发剂是偶氮类的、过氧类的或氧化还原体系中的一种。
7.根据权利要求4所述的聚合物多元醇的制备方法，其特征在于所述的大分子分散剂是由3官能度5000-20000分子量聚醚和顺酐反应，再由环氧丙烷或者环氧乙烷封端异构化制得。
8.根据权利要求4所述的聚合物多元醇的制备方法，其特征在于所述的链转移剂是正十二硫醇、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇或异丙醇中的一种。
9.根据权利要求4所述的聚合物多元醇的制备方法，其特征在于所述的乙烯基单体为苯乙烯和丙烯腈的混合物，苯乙烯和丙烯腈的质量比为1：4-4：1。
10.根据权利要求1所述的聚合物多元醇的制备方法，其特征在于所述的聚合反应中加料速度为30-200g/h，反应温度为100-130℃，反应压力为0.05-0.2Mpa，反应时间为0.5-3h。
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