CN103724651A - 一种含发泡剂的硬泡用聚醚多元醇的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含发泡剂的硬泡用聚醚多元醇的制备方法,步骤如下：将起始剂加入到聚醚反应釜，减压后加入催化剂，逐步投入部分环氧丙烷，缓慢升温，反应0.5～1h，并保温2～3h后再加入环氧丙烷和环氧乙烷的混合物；待压力降至-0.04MPa以下，抽真空1h，待温度降至80℃，加水，搅拌后投入磷酸溶液，继续反应，加精制剂，0.5h后通入氮气并抽真空，2～3h后冷却至85℃以下压滤出料，即得硬泡用聚醚多元醇。采用环氧丙烷、环氧乙烷的混合物作为聚醚封端剂，制备的聚醚多元醇的反应活性更高，脱膜性更好，同时将发泡剂Ecomate混合进聚醚多元醇中进行运输销售，更加安全环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚醚多元醇的制备方法，尤其是一种含发泡剂的硬泡用聚醚多元醇的制备方法。
背景技术
聚醚多元醇是用于生产硬质聚氨酯泡沫塑料的主要原料，其制备方法是在一定压力、温度及催化剂作用下，由具有活泼氢的起始剂与环氧化物聚合制得。常用的起始剂有甘油，丙二醇，季戊四醇，三羟甲基乙烷，山梨醇，甘露醇，蔗糖以及胺类化合物，如乙二胺等；环氧化物通常为环氧丙烷。例如生产的蔗糖聚醚多元醇所用起始剂为丙三醇与蔗糖、三乙醇胺、乙二胺、甲苯二胺与蔗糖、二乙醇胺和蔗糖等混合起始剂。然而以环氧丙烷封端的聚醚多元醇活性相对较小，脱膜性不好。
中国专利CN201010295112.6公开了一种高活性高分子量聚醚多元醇的合成方法，包括以下步骤：将多元醇类化合物以碱金属为催化剂，合成具有高催化活性的低分子量聚醚多元醇化合物；将具有高催化活性的低分子量聚醚加到相对分子量在2000～3500的多元醇中，形成混合物;在0～0.5MPa压力，50～150℃温度下，先与环氧丙烷进行无规共聚，再以环氧乙烷封端聚合制得多元醇。
由于蒙特利尔协定，以及许多国家对环保和大气保护的要求越来越严格，价格相对低廉的且臭氧消耗能（ODP）为0.11的发泡剂一氟二氯乙烷（HCFC141b）已逐渐的退出市场。为此，美国Foam Supplies,Inc公司开发了新一代零ODP、增温潜力值（GWP）约为1、无挥发性有机化合物（VOC）的环境友好型发泡剂Ecomate，与聚醚多元醇有很好的相容性，其主要成份是甲酸甲酯，分子量小，作为发泡剂使用时需要的添加份数比HFC141b的少，几乎只要一半HFC141b的用量就可以达到同样的发泡倍率。但甲酸甲酯属于易燃易爆产品，因而需要找到更好的运输和使用方法，来实现对其的应用。
发明内容
为了克服上述技术问题中存在的缺点，本发明提供了一种含发泡剂的硬泡用聚醚多元醇的制备方法，具体步骤如下：
将起始剂加入到聚醚反应釜，使用氮气置换3～4次，将反应釜减压至-0.098MPa以上后加入催化剂，逐步向反应釜投入部分环氧丙烷，并使反应釜压力始终维持在0.2～0.4MPa之间，缓慢升温至90～100℃，反应0.5～1h，继续升温至110～115℃，并保温2～3h后再加入环氧丙烷和环氧乙烷的混合物；待压力降至-0.04MPa以下，抽真空1h，压力与温度分别维持在-0.095MPa、105℃；待温度降至80℃，加入去离子水，搅拌0.5h后投入磷酸溶液，继续反应0.5h，加入精制剂，0.5h后通入氮气并抽真空，压力与温度分别维持在-0.095MPa、110℃，2～3h后冷却至85℃以下压滤出料，即得硬泡用聚醚多元醇；将所述的硬泡用聚醚多元醇加入密封的反应釜，与发泡剂在磁力搅拌下混合后装桶，即得目标产品。
进一步地，所述的起始剂为甘油与蔗糖的混合物，且质量比为0.2～0.5。
进一步地，所述的催化剂为氢氧化钾，且用量与起始剂、环氧丙烷及环氧乙烷等总质量的比为0.0025～0.003。
进一步地，所述的环氧丙烷与起始剂的质量比为1.85～2.35。
进一步地，所述的环氧乙烷与起始剂的质量比为0.15～0.35。
进一步地，所述的磷酸溶液中磷酸含量为84～85%，且磷酸与氢氧化钾的摩尔比为1.02～1.05。
进一步地，所述的去离子水用量与起始剂、环氧丙烷及环氧乙烷等总质量的比为0.03～0.05。
进一步地，所述的精制剂为硅酸镁铝，且用量与氢氧化钾相同。
进一步地，所述的发泡剂为Foam Supplies,Inc公司的Ecomate，且用量与硬泡用高活性聚醚多元醇的质量比0.06～0.10。
采用了上述方案，得到一种含发泡剂的硬泡用聚醚多元醇。采用环氧丙烷、环氧乙烷的混合物作为聚醚封端剂，制备的聚醚多元醇的反应活性更高，脱膜性更好，同时将发泡剂Ecomate混合进聚醚多元醇中进行运输销售，更加安全环保。
与单使用环氧丙烷封端的聚醚多元醇相比，本发明产品端羟基中含有一定数量的伯羟基，因而其反应活性高，后固化速度快，脱膜性好；单使用环氧乙烷封端的聚醚多元醇的反应活性过高，会导致其流动性不如混合型封端的聚醚多元醇好，相比而言，本发明产品更适用于连续板材。环境友好型发泡剂Ecomate作为发泡剂使用时需要的添加份数比HCFC141b的少，几乎只要HCFC141b的一半用量就可以达到同样的发泡倍率。将发泡剂Ecomate混合进聚醚多元醇中进行运输销售，更加安全环保，同时解决了其运输和储存困难的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
将500g甘油、3000g蔗糖分别加入到聚醚反应釜，使用氮气置换3次，接着反应釜减压至-0.098MPa以上后加入31.5g KOH，逐步向反应釜投入6000g环氧丙烷，并使反应釜压力始终维持在0.2MPa之间，缓慢升温至90℃，反应1h，继续升温至110℃，并保温3h后再加入500g环氧丙烷与500g环氧乙烷的混合物；待压力降至-0.04MPa以下，抽真空1h，压力与温度分别维持在-0.095MPa、105℃；待温度降至80℃，加入400g去离子水，搅拌0.5h后投入66g磷酸溶液，继续反应0.5h，加入31.5g硅酸镁铝，0.5h后通入氮气并抽真空，压力与温度分别维持在-0.095MPa、110℃，3h后冷却至85℃以下压滤出料，即得透明的粘稠状浅黄棕色硬泡用高活性聚醚多元醇；将5000g上述产物加入密封的反应釜，与500g Ecomate在磁力搅拌下混合后装桶，即得含发泡剂的硬泡用高活性聚醚多元醇。
实施例2：
将1000g甘油、2000g蔗糖分别加入到聚醚反应釜，使用氮气置换4次，接着反应釜减压至-0.098MPa以上后加入26.5g KOH，逐步向反应釜投入6400g环氧丙烷，并使反应釜压力始终维持在0.3MPa之间，缓慢升温至100℃，反应0.5h，继续升温至115℃，并保温2h后再加入600g环氧丙烷与600g环氧乙烷的混合物，；待压力降至-0.04MPa以下，抽真空1h，压力与温度分别维持在-0.095MPa、105℃；待温度降至80℃，加入350g去离子水，搅拌0.5h后投入57g磷酸溶液，继续反应0.5h，加入26.5g硅酸镁铝，0.5h后通入氮气并抽真空，压力与温度分别维持在-0.095MPa、110℃，2h后冷却至85℃以下压滤出料，即得透明的粘稠状浅黄棕色硬泡用高活性聚醚多元醇；将5000g上述产物加入密封的反应釜，与300g Ecomate在磁力搅拌下混合后装桶，即得含发泡剂的硬泡用高活性聚醚多元醇。
实施例3：
将800g甘油、2500g蔗糖加入到聚醚反应釜，使用氮气置换3次，接着反应釜减压至-0.098MPa以上后加入30g KOH，逐步向反应釜投入5900g环氧丙烷，并使反应釜压力始终维持在0.4MPa之间，缓慢升温至95℃，反应1h，继续升温至115℃，并保温2h后再加入800g环氧丙烷与800g环氧乙烷的混合物；待压力降至-0.04MPa以下，抽真空1h，压力与温度分别维持在-0.095MPa、105℃；待温度降至80℃，加入400g去离子水，搅拌0.5h后投入54g磷酸溶液，继续反应0.5h，加入30g硅酸镁铝，0.5h后通入氮气并抽真空，压力与温度分别维持在-0.095MPa、110℃，2.5h后冷却至85℃以下压滤出料，即得透明的粘稠状浅黄棕色硬泡用高活性聚醚多元醇；将5000g上述产物加入密封的反应釜，与400g Ecomate在磁力搅拌下混合后装桶，即得目标产品。
Claims (9)
1.一种含发泡剂的硬泡用聚醚多元醇的制备方法,其特征在于，步骤如下：
将起始剂加入到聚醚反应釜，使用氮气置换3～4次，将反应釜减压至-0.098MPa以上后加入催化剂，逐步向反应釜投入部分环氧丙烷，并使反应釜压力始终维持在0.2～0.4MPa之间，缓慢升温至90～100℃，反应0.5～1h，继续升温至110～115℃，并保温2～3h后再加入环氧丙烷和环氧乙烷的混合物；待压力降至-0.04MPa以下，抽真空1h，压力与温度分别维持在-0.095MPa、105℃；待温度降至80℃，加入去离子水，搅拌0.5h后投入磷酸溶液，继续反应0.5h，加入精制剂，0.5h后通入氮气并抽真空，压力与温度分别维持在-0.095MPa、110℃，2～3h后冷却至85℃以下压滤出料，即得硬泡用聚醚多元醇；将所述的硬泡用聚醚多元醇加入密封的反应釜，与发泡剂在磁力搅拌下混合后装桶，即得目标产品。
2.根据权利要求1所述的一种含发泡剂的硬泡用聚醚多元醇的制备方法,其特征在于，所述的起始剂为甘油与蔗糖的混合物，且质量比为0.2～0.5。
3.根据权利要求1所述的一种含发泡剂的硬泡用聚醚多元醇的制备方法,其特征在于，所述的催化剂为氢氧化钾，且用量与起始剂、环氧丙烷及环氧乙烷等总质量的比为0.0025～0.003。
4.根据权利要求1或2所述的一种含发泡剂的硬泡用聚醚多元醇的制备方法,其特征在于，所述的环氧丙烷与起始剂的质量比为1.85～2.35。
5.根据权利要求1或2所述的一种含发泡剂的硬泡用聚醚多元醇的制备方法,其特征在于，所述的环氧乙烷与起始剂的质量比为0.15～0.35。
6.根据权利要求1所述的一种含发泡剂的硬泡用聚醚多元醇的制备方法,其特征在于，所述的磷酸溶液中磷酸含量为84～85%，且磷酸与氢氧化钾的摩尔比为1.02～1.05。
7.根据权利要求1所述的一种含发泡剂的硬泡用聚醚多元醇的制备方法,其特征在于，所述的去离子水用量与起始剂、环氧丙烷及环氧乙烷等总质量的比为0.03～0.05。
8.根据权利要求1所述的一种含发泡剂的硬泡用聚醚多元醇的制备方法,其特征在于，所述的精制剂为硅酸镁铝，且用量与氢氧化钾相同。
9.根据权利要求1所述的一种含发泡剂的硬泡用聚醚多元醇的制备方法,其特征在于，所述的发泡剂为Foam Supplies,Inc公司的Ecomate，且用量与硬泡用高活性聚醚多元醇的质量比0.06～0.10。
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