CN104558548A - 一种掺混有回收醇冷凝液制取己二酸聚酯多元醇的方法 - Google Patents
一种掺混有回收醇冷凝液制取己二酸聚酯多元醇的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种掺混有回收醇冷凝液制取己二酸聚酯多元醇的方法,该方法是将来自流经反应冷凝器收集于冷凝槽的冷凝液与低分子多元醇、己二酸、催化剂一起投入反应釜中来制取己二酸聚酯多元醇,该方法合成工艺简单,原材料为市场上的普通稳定化工材料,无原材料紧缺问题,其不但能生产己二酸聚酯多元醇,还直接回收多元醇冷凝液,且未采用甲苯、二甲苯等带水剂,避免了有机溶剂带来的毒性、环境污染、回收成本等问题,又提高了产品得率,减少了环境污染,工艺操作方便可行,具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及聚酯多元醇合成领域,具体涉及一种掺混有回收醇冷凝液制取己二酸聚酯多元醇的方法。
背景技术
己二酸聚酯多元醇由己二酸、低分子多元醇和催化剂等原材料在一定的工艺条件下合成而得,它是制取聚氨酯材料的重要原材料之一。该产品具有优异的耐热性和耐久性,良好耐油和耐肥皂水抽出性,较好的低温使用性。还具有良好的生物降解性能,是比较有发展前景的工业级环保材料之一。广泛应用于耐油、耐高温特殊制品,如耐油胶管、耐高温、高湿非迁移电缆料,耐高温线材的包复层、绝缘料等;接触涂料层、橡胶、聚苯乙烯、ABS和有机溶剂紧密的制品,如:电器电线、冰箱密封条、管、器材等;在抗污染制品方面用于地板材料、耐油手套及胶靴;接触食品方面可用于包装薄膜、饮料软管、瓶盖垫片等;作为冲击改性剂用于硬质PVC配方中,起到改善PVC树脂脆性,增韧的效果;还可用作润滑油的基础油。
在合成己二酸聚酯多元醇的过程中,有采用甲苯或二甲苯作为带水剂把反应所产生的水分带出去;也有采用低压即真空方式把反应所产生的水分排出;也有采用通入氮气把反应所产生的水分排出,无论如何,反应所产生的水分和未反应的原材料低分子多元醇实际上不可能完全排除,未排出的水分和未反应的多元醇都要经过冷凝器冷却后进入专门的储槽。如果将储槽里的冷凝液直接排放则会对环境造成污染,如何回收处理这部分冷凝液则鲜见公开报道。
发明内容
鉴于上述不足之处,本发明的目的在于提供一种掺混有回收醇冷凝液制取己二酸聚酯多元醇的方法,直接回收利用冷凝液,取代部分低分子多元醇原材料,提高产品得率,节约成本,且减少环境污染,使得其合成过程更环保更安全。
本发明解决上述问题所采取的技术方案具体如下:
一种掺混有回收醇冷凝液制取己二酸聚酯多元醇的方法,包括如下步骤:
(1)按重量份配比计,将100-300份的低分子多元醇、10-80份回收醇冷凝液、200-500份己二酸、0.3-1.0份催化剂投入反应釜中;
(2)开启真空并加热该反应釜,并在100~140℃温度下保温反应10~15小时;真空度不大于0.05MPa;
(3)然后将反应釜温度提高到不超过160℃,在此温度条件下反应1~8小时,同时将真空提高到不小于0.095MPa ;
(4)将反应釜温度降到100℃,破真空,对反应釜内的物料进行过滤,将滤液返回反应釜,然后再对反应釜升温并开启真空,通入氮气保护气,使真空度维持在0.08~0.09mpa,温度维持在180~260℃,在此条件下反应1~6小时;
(5)然后取样测定试样的酸值及其粘度,分别按照GB/T9104-2008《工业硬脂酸试验方法酸值测定》标准测定其酸值mgKOH/g、GB265-88《石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》标准测定其粘度;
(6)当试样的酸值在8mgKOH/g以下、同时100℃时其运动粘度在300-500mm2/s时,即停止反应,降温到100℃过滤得到产品。
所述的回收醇冷凝液来自于流经反应冷凝器收集于冷凝槽的冷凝液;
步骤(1)所述的低分子多元醇为丙二醇,或乙二醇,或丁二醇,或甘油,或三羟基甲基丙烷。
步骤(2)所述的温度范围可以是下述任一范围:100~140℃;101~139℃;102~138℃;103~137℃;104~136℃;105~135℃;106~134℃;107~133℃;108~132℃;109~131℃;110~130℃;111~129℃;112~128℃;113~127℃;114~126℃;115~125℃;116~124℃;117~123℃;118~122℃;119~121℃。
步骤(2)所述的反应时间范围可以是下述任一范围:10~15小时;10.2~13.8小时;10.4~13.6小时;10.6~13.4小时;10.8~13.2小时;11~13小时;11.2~12.8小时;11.4~12.6小时;11.6~12.4小时;11.8~12.2小时。
步骤(3)中所述反应时间范围可以是下述任一范围:1~8小时;1.2~7.8小时;1.4~7.6小时;1.6~7.4小时;1.8~7.2小时;2~7小时;2.2~6.8小时;2.4~6.6小时;2.6~6.4小时;2.8~6.2小时;3~6小时;3.2~5.8小时;3.4~5.6小时;3.6~5.4小时;3.8~5.2小时;4~5小时;4.2~4.8小时;4.4~4.6小时。
步骤(4)中所述的真空度范围可以是下述任一范围:0.08~0.09mpa;0.081~0.089mpa;0.082~0.088mpa;0.083~0.087mpa;0.084~0.086mpa。
步骤(4)中所述的温度范围可以是下述任一范围:180~260℃;181~259℃;182~258℃;183~257℃;184~256℃;185~255℃;186~254℃;187~253℃;188~252℃;189~251℃;190~250℃;191~249℃;192~248℃;193~247℃;194~246℃;195~245℃;196~244℃;197~243℃;198~242℃;199~241℃;200~240℃;201~239℃;202~238℃;203~237℃;204~236℃;205~235℃;206~234℃;207~233℃;208~232℃;209~231℃;210~230℃;211~229℃;212~228℃;213~227℃;214~226℃;215~225℃;216~224℃;217~223℃;218~222℃;219~221℃。
步骤(4)中所述的反应时间范围可以是下述任一范围:1~6小时;1.1~5.9小时;1.2~5.8小时;1.3~5.7小时;1.4~5.6小时;1.5~5.5小时;1.6~5.4小时;1.7~5.3小时;1.8~5.2小时;1.9~5.1小时;2.0~5.0小时;2.1~4.9小时;2.2~4.8小时;2.3~4.7小时;2.4~4.6小时;2.5~4.5小时;2.6~4.4小时;2.7~4.3小时;2.8~4.2小时;2.9~4.1小时;3.0~4.0小时;3.1~3.9小时;3.2~3.8小时;3.3~3.7小时;3.4~3.6小时。
采用上述方法生产己二酸聚酯多元醇,直接回收多元醇冷凝液,且未采用甲苯、二甲苯等带水剂,避免了有机溶剂带来的毒性、环境污染、回收成本等问题,又提高了产品得率,减少了环境污染,工艺操作方便可行。
本发明合成工艺简单,原材料为市场上的普通稳定化工材料,无原材料紧缺问题。
本发明所提供的技术不仅适用于己二酸聚酯多元醇,也适用于葵二酸聚酯多元醇、戊二酸聚酯多元醇、丁二酸聚酯多元醇以及其他脂肪酸聚酯多元醇等,具有广阔的应用前景。
具体实施方式
通过以下实施例对本发明作进一步详细说明,以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。下述实施例中的回收泠凝液均来自流经反应冷凝器收集于冷凝槽的冷凝液。
实施例1
依次向反应釜加入200克丙二醇、50克回收醇冷凝液、375克己二酸、0.75克催化剂金属盐(磷酸的钾盐),开启真空,真空度为0.045MPa,并加热到120℃,反应6小时;再升温到160℃,并将真空提高到0.095MPa ,反应3小时后降温到100℃,破真空,对反应釜内的物料进行过滤,将滤液返回反应釜,再升温到240℃反应3小时,取样测试,分别按照GB/T9104-2008《工业硬脂酸试验方法酸值测定》标准测定其酸值mgKOH/g、GB265-88《石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》标准测定其粘度,其产物酸值为4.6 mgKOH/g,粘度(100℃)为343 mm2/s,酯化率为99.4%,产品得率为77.2%。
其产品酯化率(Q)按下式计算:
原材料己二酸酸值实测为767mgKOH/g;
其产品得率按下面公式计算:
产品得率 =(实际产品量/实际投入原材料量)*100%。
对比试验例1
依次向反应釜加入250克丙二醇、375克己二酸、0.75克催化剂金属盐(磷酸的钾盐),开启真空,真空度为0.045MPa,并加热到120℃,反应6小时;再升温到160℃,并将真空提高到0.095MPa ,反应3小时后降温到100℃,破真空,对反应釜内的物料进行过滤,将滤液返回反应釜,再升温到240℃反应3小时,取样测试,分别按照GB/T9104-2008《工业硬脂酸试验方法酸值测定》标准测定其酸值mgKOH/g、GB265-88《石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》标准测定其粘度,其产物酸值为3.9 mgKOH/g,粘度(100℃)为420 mm2/s,酯化率为99.5%,产品得率为70.7%。
由此看出,掺混有回收醇冷凝液的反应产物比未掺混回收醇冷凝液的反应产物的得率从70.7%提高到77.2%。
实施例2
依次向反应釜加入180克丙二醇、40克回收醇冷凝液、300克己二酸、0.6克催化剂金属盐(磷酸的钾盐),开启真空,真空度为0.045MPa,并加热到120℃,反应5小时;再升温到160℃,并将真空提高到0.095MPa ,反应2小时后降温到100℃,破真空,对反应釜内的物料进行过滤,将滤液返回反应釜,再升温到240℃反应2.5小时,取样测试,分别按照GB/T9104-2008《工业硬脂酸试验方法酸值测定》标准测定其酸值mgKOH/g、GB265-88《石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》标准测定其粘度,其产物酸值为3.2 mgKOH/g,粘度(100℃)为318 mm2/s,酯化率为99.6%,产品得率为80.5%。
对比试验例2
依次向反应釜加入220克丙二醇、300克己二酸、0.6克催化剂金属盐(磷酸的钾盐),开启真空,真空度为0.045MPa,并加热到120℃,反应5小时;再升温到160℃,并将真空提高到0.095MPa ,反应2小时后降温到100℃,破真空,对反应釜内的物料进行过滤,将滤液返回反应釜,再升温到240℃反应2.5小时,取样测试,分别按照GB/T9104-2008《工业硬脂酸试验方法酸值测定》标准测定其酸值mgKOH/g、GB265-88《石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》标准测定其粘度,其产物酸值为4.1 mgKOH/g,粘度(100℃)为385 mm2/s,酯化率为99.5%,得率为71.5%。
由此看出,掺混有回收醇冷凝液的反应产物比未掺混回收醇冷凝液的反应产物的得率从71.5%提高到80.5%。
实施例3
依次向反应釜加入170克丙二醇、30克回收醇冷凝液、326克己二酸、0.56克催化剂金属盐(磷酸的钾盐),开启真空,真空度为0.045MPa,并加热到120℃,反应4小时;再升温到150℃,并将真空提高到0.095MPa ,反应2小时后降温到100℃,破真空,对反应釜内的物料进行过滤,将滤液返回反应釜,再升温到240℃反应2小时,取样测试,分别按照GB/T9104-2008《工业硬脂酸试验方法酸值测定》标准测定其酸值mgKOH/g、GB265-88《石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》标准测定其粘度,其产物酸值为4.6 mgKOH/g,粘度(100℃)为411 mm2/s,酯化率为99.4%,产品得率为83.1%。
对比试验例3
依次向反应釜加入200克丙二醇、326克己二酸、0.56克催化剂金属盐(磷酸的钾盐),开启真空,真空度为0.045MPa,并加热到120℃,反应4小时;再升温到150℃,并将真空提高到0.095MPa ,反应2小时后降温到100℃,破真空,对反应釜内的物料进行过滤,将滤液返回反应釜,再升温到240℃反应2小时,取样测试,分别按照GB/T9104-2008《工业硬脂酸试验方法酸值测定》标准测定其酸值mgKOH/g、GB265-88《石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》标准测定其粘度,其产物酸值为5.5 mgKOH/g,粘度(100℃)为435 mm2/s,酯化率为99.3%,产品得率为73.8%。
由此看出,掺混有回收醇冷凝液的反应产物比未掺混回收醇冷凝液的反应产物的得率从73.8%提高到83.1%。
Claims (8)
1.一种掺混有回收醇冷凝液制取己二酸聚酯多元醇的方法,包括如下步骤:
(1)按重量份配比计,将100-300份的低分子多元醇、10-80份回收醇冷凝液、200-500份己二酸、0.3-1.0份催化剂投入反应釜中;
(2)开启真空并加热该反应釜,并在100~140℃温度下保温反应10~15小时;真空度不大于0.05MPa;
(3)然后将反应釜温度提高到不超过160℃,在此温度条件下反应1~8小时,同时将真空提高到不小于0.095MPa ;
(4)将反应釜温度降到100℃,破真空,对反应釜内的物料进行过滤,将滤液返回反应釜,然后再对反应釜升温并开启真空,通入氮气保护气,使真空度维持在0.08~0.09mpa,温度维持在180~260℃,在此条件下反应1~6小时;
(5)然后取样测定试样的酸值及其粘度,分别按照GB/T9104-2008《工业硬脂酸试验方法酸值测定》标准测定其酸值mgKOH/g、GB265-88《石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》标准测定其粘度;
(6)当试样的酸值在8mgKOH/g以下、同时100℃时其运动粘度在300-500mm2/s时,即停止反应,降温到100℃过滤得到产品。
2.根据权利要求1所述的一种掺混有回收醇冷凝液制取己二酸聚酯多元醇的方法,其特征在于,步骤(1)所述的低分子多元醇为丙二醇,或乙二醇,或丁二醇,或甘油,或三羟基甲基丙烷。
3.根据权利要求1所述的一种掺混有回收醇冷凝液制取己二酸聚酯多元醇的方法,其特征在于,步骤(2)所述的温度可以是下述任一范围:100~140℃;101~139℃;102~138℃;103~137℃;104~136℃;105~135℃;106~134℃;107~133℃;108~132℃;109~131℃;110~130℃;111~129℃;112~128℃;113~127℃;114~126℃;115~125℃;116~124℃;117~123℃;118~122℃;119~121℃。
4.根据权利要求1所述的一种掺混有回收醇冷凝液制取己二酸聚酯多元醇的方法,其特征在于,步骤(2)所述的反应时间可以是下述任一范围:10~15小时;10.2~13.8小时;10.4~13.6小时;10.6~13.4小时;10.8~13.2小时;11~13小时;11.2~12.8小时;11.4~12.6小时;11.6~12.4小时;11.8~12.2小时。
5.根据权利要求1所述的一种掺混有回收醇冷凝液制取己二酸聚酯多元醇的方法,其特征在于,步骤(3)中所述反应时间可以是下述任一范围:1~8小时;1.2~7.8小时;1.4~7.6小时;1.6~7.4小时;1.8~7.2小时;2~7小时;2.2~6.8小时;2.4~6.6小时;2.6~6.4小时;2.8~6.2小时;3~6小时;3.2~5.8小时;3.4~5.6小时;3.6~5.4小时;3.8~5.2小时;4~5小时;4.2~4.8小时;4.4~4.6小时。
6.根据权利要求1所述的一种掺混有回收醇冷凝液制取己二酸聚酯多元醇的方法,其特征在于,步骤(4)中所述的真空度可以是下述任一范围:0.08~0.09mpa;0.081~0.089mpa;0.082~0.088mpa;0.083~0.087mpa;0.084~0.086mpa。
7.根据权利要求1所述的一种掺混有回收醇冷凝液制取己二酸聚酯多元的方法,其特征在于,步骤(4)中所述的温度可以是下述任一范围:180~260℃;181~259℃;182~258℃;183~257℃;184~256℃;185~255℃;186~254℃;187~253℃;188~252℃;189~251℃;190~250℃;191~249℃;192~248℃;193~247℃;194~246℃;195~245℃;196~244℃;197~243℃;198~242℃;199~241℃;200~240℃;201~239℃;202~238℃;203~237℃;204~236℃;205~235℃;206~234℃;207~233℃;208~232℃;209~231℃;210~230℃;211~229℃;212~228℃;213~227℃;214~226℃;215~225℃;216~224℃;217~223℃;218~222℃;219~221℃。
8.根据权利要求1所述的一种掺混有回收醇冷凝液制取己二酸聚酯多元醇的方法,其特征在于,步骤(4)中所述的反应时间可以是下述任一范围:1~6小时;1.1~5.9小时;1.2~5.8小时;1.3~5.7小时;1.4~5.6小时;1.5~5.5小时;1.6~5.4小时;1.7~5.3小时;1.8~5.2小时;1.9~5.1小时;2.0~5.0小时;2.1~4.9小时;2.2~4.8小时;2.3~4.7小时;2.4~4.6小时;2.5~4.5小时;2.6~4.4小时;2.7~4.3小时;2.8~4.2小时;2.9~4.1小时;3.0~4.0小时;3.1~3.9小时;3.2~3.8小时;3.3~3.7小时;3.4~3.6小时。
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