CN104403096B - 增强戊烷相溶性的聚醚多元醇的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种增强戊烷相溶性的聚醚多元醇的制备方法，属于聚醚多元醇合成技术领域。本发明以蔗糖、甘油和环戊二醇为复合起始剂，在胺类催化剂作用下，与环氧丙烷反应制备聚醚多元醇。本发明所述的增强戊烷相溶性的聚醚多元醇的制备方法，其简单便捷、成本低，制备出的聚醚多元醇增强了戊烷的溶解性，以此聚醚多元醇为原料制备的聚氨酯泡沫表面气泡少，脱模性和尺寸稳定性好。

Description

增强戊烷相溶性的聚醚多元醇的制备方法

技术领域

本发明涉及一种增强戊烷相溶性的聚醚多元醇的制备方法，属于聚醚多元醇合成技术领域。

背景技术

目前，以戊烷类为发泡剂的硬泡组合聚醚在国内外应用比较广泛，比如家电、集装箱等领域。戊烷类发泡剂主要是环戊烷、正戊烷、异戊烷三种，由于其ODP值(消耗臭氧层潜能值)为零、温室效应很小、无毒、价格低、来源丰富，在国内以及欧洲用量较大。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，环戊烷在不同种类聚醚多元醇中的溶解度为10％～20％，正戊烷及异戊烷的溶解度仅在7％以内。因此，解决戊烷类发泡剂与聚醚多元醇的相溶性问题至关重要，其对硬质聚氨酯泡沫的性能起着非常重要的作用。

为了使发泡剂量达到使用要求且组合聚醚中各组分互溶不分层，传统方法中一般加入特殊助剂，但大大增加了组合料的成本，且影响制品泡沫的性能。目前较多的采用在合成聚醚多元醇所用的复合起始剂中加入植物油，来增强聚醚多元醇与戊烷的互溶性，但用其制备的聚氨酯泡沫表面气泡多，脱模性和尺寸稳定性较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种增强戊烷相溶性的聚醚多元醇的制备方法，其简单便捷、成本低，制备出的聚醚多元醇增强了戊烷的溶解性，以此聚醚多元醇为原料制备的聚氨酯泡沫表面气泡少，脱模性和尺寸稳定性好。

本发明所述的增强戊烷相溶性的聚醚多元醇的制备方法，是以蔗糖、甘油和环戊二醇为复合起始剂，在胺类催化剂作用下，与环氧丙烷反应制备聚醚多元醇。

所述环戊二醇为1,2-环戊二醇或1,3-环戊二醇。环戊二醇因主体结构有戊烷环，与环戊烷、异戊烷、正戊烷具有良好的相溶性，对于最终合成的聚醚多元醇与戊烷的相溶性起到关键作用。

所述复合起始剂中蔗糖、甘油和环戊二醇的重量比为273.8:36.8:61.3，按此比例制得的聚醚多元醇与戊烷相溶性好，同时戊烷的环状结构增强了聚醚多元醇的刚性，以此聚醚多元醇为原料制备的聚氨酯泡沫表面气泡少，脱模性和尺寸稳定性好。

所述胺类催化剂为2,4,6-三(二甲胺甲基)-苯酚，其碱性适中，用其催化的聚合反应过程平稳，所合成的聚醚多元醇活性低。

所述胺类催化剂的用量为复合起始剂、环氧丙烷和胺类催化剂总质量的0.6％～1.0％。

所述复合起始剂与环氧丙烷的质量比为371.9：658.9～1171.3。

所述聚合反应的温度为70～130℃，优选为100～110℃，温度低于70℃，反应周期太长，高于130℃，反应速度会加快，但合成的聚醚多元醇容易出现颜色加深的现象。

所述反应压力为0.1～0.5MPa。

本发明制得的聚醚多元醇黏度为5000～12000mPa.s(25℃)，羟值为320～480mgKOH/g。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明聚合反应温和，制得的聚醚多元醇反应活性低；

(2)与传统KOH催化工艺相比，本发明无脱除钾离子等后处理过程，成本较低；

(3)本发明制得的聚醚多元醇用来配制戊烷类发泡体系，与戊烷互溶性好，在低温下仍保持透明不分层，能长期储存且不变质，同比加入植物油的聚醚多元醇，制备的聚氨酯泡沫表面气泡少，脱模性和尺寸稳定性好。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。

实施例1

在装配有搅拌器、计量器、加热温控装置、冷却装置(包括外加套与内蛇管)和压力传感器的5L高压釜内，加入蔗糖273.8g、甘油36.8g、1,2-环戊二醇61.3g，催化剂2,4,6-三(二甲胺甲基)-苯酚13.9g，氮气置换5次，加入95g环氧丙烷后加热升温搅拌，在75±5℃，压力0.2±0.1MPa下反应2小时，之后升温至105±5℃，压力控制在0.2±0.1MPa，将剩余1076.3g环氧丙烷分成11批陆续加入，加完后补充反应1.5h至反应完全。之后降温至90℃，抽真空到-0.06MPa，脱水1h后过滤放料。

制得的聚醚多元醇物化性能指标为：

外观：浅黄色透明液体；

羟值：325mgKOH/g；

黏度(25℃)：5015mPa.s；

官能度：4.9；

水分含量：0.15％。

实施例2

在装配有搅拌器、计量器、加热温控装置、冷却装置(包括外加套与内蛇管)和压力传感器的5L高压釜内，加入蔗糖273.8g、甘油36.8g、1,3-环戊二醇61.3g，催化剂2,4,6-三(二甲胺甲基)-苯酚10.4g，氮气置换5次，加入95g环氧丙烷后加热升温搅拌，在80±5℃，压力0.3±0.1MPa下反应2小时，之后升温至110±5℃，压力控制在0.3±0.1MPa，将剩余832.5g环氧丙烷分成10批陆续加入，加完后补充反应1.5h至反应完全。之后降温至90℃，抽真空到-0.06MPa，脱水1h后过滤放料。

制得的聚醚多元醇物化性能指标为：

外观：浅黄色透明液体；

羟值：382mgKOH/g；

黏度(25℃)：6730mPa.s；

官能度：4.9；

水分含量：0.14％。

实施例3

在装配有搅拌器、计量器、加热温控装置、冷却装置(包括外加套与内蛇管)和压力传感器的5L高压釜内，加入蔗糖273.8g、甘油36.8g、1,3-环戊二醇61.3g，催化剂2,4,6-三(二甲胺甲基)-苯酚9.6g，氮气置换5次，加入95g环氧丙烷后加热升温搅拌，在85±5℃，压力0.4±0.1MPa下反应2小时，之后升温至115±5℃，压力控制在0.4±0.1MPa，将剩余563.9g环氧丙烷分成8批陆续加入，加完后补充反应1.5h至反应完全。之后降温至90℃，抽真空到-0.06MPa，脱水1h后过滤放料。

制得的聚醚多元醇物化性能指标为：

外观：浅黄色透明液体；

羟值：456mgKOH/g；

黏度(25℃)：8950mPa.s；

官能度：4.9；

水分含量：0.12％。

对比例1

在装配有搅拌器、计量器、加热温控装置、冷却装置(包括外加套与内蛇管)和压力传感器的5L高压釜内，加入蔗糖239.6g、甘油110.5g、棕榈油81g，催化剂2,4,6-三(二甲胺甲基)-苯酚8.6g，氮气置换5次，加入90g环氧丙烷后加热升温搅拌，在80±5℃，压力0.2±0.1MPa下反应2小时，之后升温至110±5℃，压力控制在0.2±0.1MPa，将剩余707g环氧丙烷分成9批陆续加入，加完后补充反应1.5h至反应完全。之后降温至90℃，抽真空到-0.06MPa，脱水1h后过滤放料。

制得的聚醚多元醇物化性能指标为：

外观：棕黄色透明液体；

羟值：450mgKOH/g；

黏度(25℃)：8650mPa.s；

官能度：4.9；

水分：0.15％。

用实施例1-3所制备的聚醚多元醇制成聚氨酯硬质泡沫，然后对泡沫进行性能检测，并与对比例1及河北亚东的常规聚醚YD-600(羟值为450mgKOH/g，以蔗糖和甘油为混合起始剂，以KOH为催化剂)制备的聚氨酯硬质泡沫作对比，测试结果见表1。

表1 制备的聚氨酯硬质泡沫的性能比较

由表1可以看出，本发明制备的聚醚多元醇与戊烷的相溶性较好，且表面气泡、脱模性、低温尺寸稳定性在相同的泡沫密度指标下对比，比含油聚醚、KOH催化工艺合成的聚醚具有优势。

Claims (6)

1.一种增强戊烷相溶性的聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：以蔗糖、甘油和环戊二醇为复合起始剂，在胺类催化剂作用下，与环氧丙烷反应制备聚醚多元醇；复合起始剂中蔗糖、甘油和环戊二醇的重量比为273.8:36.8:61.3。

2.根据权利要求1所述的增强戊烷相溶性的聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：环戊二醇为1,2-环戊二醇或1,3-环戊二醇。

3.根据权利要求1或2所述的增强戊烷相溶性的聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：胺类催化剂为2,4,6-三(二甲胺甲基)-苯酚。

4.根据权利要求1所述的增强戊烷相溶性的聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：胺类催化剂的用量为复合起始剂、环氧丙烷和胺类催化剂总质量的0.6％～1.0％。

5.根据权利要求1或2所述的增强戊烷相溶性的聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：复合起始剂与环氧丙烷的质量比为371.9：658.9～1171.3。

6.根据权利要求1或2所述的增强戊烷相溶性的聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：反应温度为70～130℃，压力为0.1～0.5MPa。