CN105037699B - 聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体及其合成方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体及其合成方法和应用，所述共聚体由山梨醇聚醚、吐温‑80和芳烃聚酯多元醇制备而得，所述芳烃聚酯多元醇是以PET瓶片、二乙二醇和催化剂为原料制备而得的。本发明的聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体在聚醚上有酯键，在聚酯上有醚键，不会产生分层的现象；以本发明的聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体为原料合成得到的泡沫兼具聚醚型与聚酯型、聚氨酯泡沫塑料的共有特性，泡沫具有细密的泡孔，优良的尺寸稳定性和较低的导热系数。
Description
技术领域
本发明属于化合物合成技术领域，更具体地，本发明涉及一种聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体及其合成方法，以及以聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体为原料在聚氨酯硬度泡沫方面的应用。
背景技术
聚醚多元醇和聚酯多元醇是合成聚氨酯硬质泡沫的主要材料。
聚醚多元醇的优点是耐水性能好，与异氰酸酯、发泡剂的互溶性好，贮存稳定性好。聚酯多元醇则耐油性能好、耐温程度高，机械性能好。它们的优缺点刚好是互补的，在聚醚醇的组合料体当中加进聚酯醇成份，与异氰酸酯反应形成的硬度泡沫具有刚中带柔的特性，泡孔细密，保温性能提高尺寸稳定性好等优点。但是聚醚醇和聚酯醇，并非任何品种任意比例都可混合。聚酯醇与发泡剂(特别是环戊烷)互溶性很差。因此它们的组合料常因出现分层以至无法使用。
发明内容
有鉴于此，为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体及其合成方法以及在合成聚氨酯泡沫方面的应用，本发明的互穿网络共聚体中聚醚和聚酯形成共聚体，不会出现分层的现象。
为了实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案：
一种聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体，其特征在于，以重量百分含量计， 所述共聚体由40-45％山梨醇聚醚、15-20％吐温-80和40-45％芳烃聚酯多元醇制备而得，所述芳烃聚酯多元醇是以PET瓶片、二乙二醇和催化剂为原料制备而得的，所述芳烃聚酯多元醇的羟值为580mgKOH/g，酸值≥2mgKOH/g。
在其中一些实施例中，所述共聚体由40％山梨醇聚醚、20％吐温-80和40％芳烃聚酯多元醇制备而得。
在其中一些实施例中，所述芳烃聚酯多元醇的制备过程中，PET瓶片和二乙二醇的摩尔比为1：3～3.5。
在其中一些实施例中，所述催化剂为乙酸锌，所述催化剂的用量为所述PET瓶片的5‰。
本发明还提供了上述聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体的合成方法，包括以下步骤：
(1)将PET瓶片、二乙二醇和催化剂加入反应釜内，升温至240-245℃进行脂交换反应，检测酸值在10gmKOH/g时，开始抽真空并逐步降温，在150-160℃继续抽真空2小时，将未参与反应的小分子醇脱除，检测羟值达到580mgKOH/g，酸值≥2mgKOH/g后，降温出料，得到芳烃聚酯多元醇；所述PET瓶片和二乙二醇的摩尔比为1：3～3.5。
(2)将重量百分含量为40-45％的山梨醇聚醚、15-20％的吐温-80和40-45％的步骤(1)得到的芳烃聚酯多元醇加入反应釜内，充氮，加热至240-245℃，搅拌，保温3-4小时，在回流保温后降温至150-160℃，抽真空；即得聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体。
本发明还提供了上述聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体在制备聚氨酯硬度泡沫方面的应用。
一种聚氨酯硬度泡沫，以重量份计，由以下原料制备而得：
在其中一些实施例中，所述催化剂为A33(33％三乙烯二胺的二丙二醇溶液)或环己胺。
本发明还提供了上述聚氨酯硬度泡沫的制备方法，包括以下步骤：将所有原料混合后搅拌8-10秒，泡沫升起到形成凝胶状物质共150-155秒，即得聚氨酯硬度泡沫。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体选择芳烃聚酯多元醇、具有6个官能团的山梨醇聚醚多元醇、既具有醚键又有酯键的化合物，作为聚醚与聚酯的链接体吐温-80(脱水山梨醇油酸脂聚氧乙烯醚)为原料制备得到聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体，该共聚体在聚醚上有酯键，在聚酯上有醚键，不会产生分层的现象。
(2)本发明的聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体的合成方法中，原料复配的混合体羟值大约在430mgKOH/g，在141b体系中相溶性良好，贮存稳定性亦佳，但因是混合体而未形成互穿网络，所以在环戊烷体系中相容性和稳定性还不是很好，因此，在合成方法中，采取加热和充分搅拌的方法使得复配原料之间形成互穿网络，成为形成聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体。
(3)以本发明的聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体为原料合成得到的泡沫兼具聚醚型与聚酯型、聚氨酯泡沫塑料的共有特性，泡沫具有细密的泡孔，优良的尺寸稳定性和较低的导热系数。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下实施例中除了特殊说明外，其他原料均来源于市售。
实施例1
本实施例的聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体，以重量百分含量计，所述共聚体以下原料制备而得：
山梨醇聚醚 40％
吐温-80 20％
芳烃聚酯多元醇 40％。
本发明的聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体的合成方法，包括以下步骤：
(1)将PET瓶片、二乙二醇和催化剂加入反应釜内，升温至240-245℃进行脂交换反应，检测酸值在10gmKOH/g时，开始抽真空并逐步降温，在150-160℃继续抽真空2小时，将未参与反应的小分子醇脱除，检测羟值达到580mgKOH/g，酸值≥2mgKOH/g后，降温出料，得到芳烃聚酯多元醇；所述PET瓶片和二乙二醇的摩尔比为1：3.5，所述催化剂的用量为所述PET瓶片总量的5‰；
(2)将重量百分含量为40％的山梨醇聚醚、20％的吐温-80和40％的步骤(1)得到的芳烃聚酯多元醇加入反应釜内，充氮，加热至240-245℃，搅拌，保温3-4小时，在回流保温后降温至150-160℃，抽真空；即得聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体。
以本实施例制备的聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体为原料，制备聚氨酯硬度泡沫，以重量份计，由以下原料制备而得：
本实施例的聚氨酯硬度泡沫的制备方法，包括以下步骤：将所有原料混合后搅拌8-10秒，泡沫升起到形成凝胶状物质共150-155秒，即得。
对本实施例合成得到的聚氨酯硬度泡沫进行性能测试，测得聚氨酯硬度泡沫的自由泡密度为28kg/m3。
实施例2
本实施例的聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体，以重量百分含量计，所述共聚体以下原料制备而得：
山梨醇聚醚 40％
吐温-80 15％
芳烃聚酯多元醇 45％。
本发明的聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体的合成方法，包括以下步骤：
(1)将PET瓶片、二乙二醇和催化剂加入反应釜内，升温至240-245℃进行脂交换反应，检测酸值在10gmKOH/g时，开始抽真空并逐步降温，在150-160℃继续抽真空2小时，将未参与反应的小分子醇脱除，检测羟值达到 580mgKOH/g，酸值≥2mgKOH/g后，降温出料，得到芳烃聚酯多元醇；所述PET瓶片和二乙二醇的摩尔比为1：3，所述催化剂的用量为所述PET瓶片总量的5‰；
(2)将重量百分含量为40％的山梨醇聚醚、15％的吐温-80和45％的步骤(1)得到的芳烃聚酯多元醇加入反应釜内，充氮，加热至240-245℃，搅拌，保温3-4小时，在回流保温后降温至150-160℃，抽真空；即得聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体。
以本实施例制备的聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体为原料，制备聚氨酯硬度泡沫，以重量份计，由以下原料制备而得：
本实施例的聚氨酯硬度泡沫的制备方法，包括以下步骤：将所有原料混合后搅拌8-10秒，泡沫升起到形成凝胶状物质共150-155秒，即得。
对本实施例合成得到的聚氨酯硬度泡沫进行性能测试，测得聚氨酯硬度泡沫的自由泡密度为25kg/m3。
实施例3
本实施例的聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体，以重量百分含量计，所述共聚体以下原料制备而得：
山梨醇聚醚 45％
吐温-80 15％
芳烃聚酯多元醇 40％。
本发明的聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体的合成方法，包括以下步骤：
(1)将PET瓶片、二乙二醇和催化剂加入反应釜内，升温至240-245℃进行脂交换反应，检测酸值在10gmKOH/g时，开始抽真空并逐步降温，在150-160℃继续抽真空2小时，将未参与反应的小分子醇脱除，检测羟值达到580mgKOH/g，酸值≥2mgKOH/g后，降温出料，得到芳烃聚酯多元醇；所述PET瓶片和二乙二醇的摩尔比为1：3.2，所述催化剂的用量为所述PET瓶片总量的5‰；
(2)将重量百分含量为45％的山梨醇聚醚、15％的吐温-80和40％的步骤(1)得到的芳烃聚酯多元醇加入反应釜内，充氮，加热至240-245℃，搅拌，保温3-4小时，在回流保温后降温至150-160℃，抽真空；即得聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体。
以本实施例制备的聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体为原料，制备聚氨酯硬度泡沫，以重量份计，由以下原料制备而得：
本实施例的聚氨酯硬度泡沫的制备方法，包括以下步骤：将所有原料混合后搅拌8-10秒，泡沫升起到形成凝胶状物质共150-155秒，即得。
对本实施例合成得到的聚氨酯硬度泡沫进行性能测试，测得聚氨酯硬度泡 沫的自由泡密度为26.5kg/m3。
说明以本发明制备的聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体为原料合成得到的聚氨酯硬度泡沫具有细密的泡孔，优良的尺寸稳定性和较低的导热系数。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体，其特征在于，以重量百分含量计，所述共聚体由40-45％山梨醇聚醚、15-20％吐温-80和40-45％芳烃聚酯多元醇制备而得，所述芳烃聚酯多元醇是以PET瓶片、二乙二醇和催化剂为原料制备而得的，所述芳烃聚酯多元醇的羟值为580mgKOH/g，酸值≥2mgKOH/g；
所述的聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体的合成方法，包括以下步骤：
(1)将PET瓶片、二乙二醇和催化剂加入反应釜内，升温至240-245℃进行酯交换反应，检测酸值在10gmKOH/g时，开始抽真空并逐步降温，在150-160℃继续抽真空2小时，将未参与反应的小分子醇脱除，检测羟值达到580mgKOH/g，酸值≥2mgKOH/g后，降温出料，得到芳烃聚酯多元醇；所述PET瓶片和二乙二醇的摩尔比为1∶3～3.5；
(2)将重量百分含量为40-45％的山梨醇聚醚、15-20％的吐温-80和40-45％的步骤(1)得到的芳烃聚酯多元醇加入反应釜内，充氮，加热至240-245℃，搅拌，保温3-4小时，在回流保温后降温至150-160℃，抽真空；即得聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体。
2.根据权利要求1所述的聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体，其特征在于，所述共聚体由40％山梨醇聚醚、20％吐温-80和40％芳烃聚酯多元醇制备而得。
3.根据权利要求1所述的聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体，其特征在于，所述芳烃聚酯多元醇的制备过程中，PET瓶片和二乙二醇的摩尔比为1∶3～3.5。
4.根据权利要求1～3任一项所述的聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体，其特征在于，所述催化剂为乙酸锌，所述催化剂的用量为所述PET瓶片总量的5‰。
5.权利要求1～4任一项所述的聚醚酯类多元醇互穿网络共聚体在制备聚氨酯硬度泡沫方面的应用。
6.聚氨酯硬度泡沫，其特征在于，以重量份计，由以下原料制备而得：
。
7.根据权利要求6所述的聚氨酯硬度泡沫，其特征在于，所述催化剂为A33或环己胺。
8.权利要求6～7任一项所述的聚氨酯硬度泡沫的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所有原料混合后搅拌8-10秒，泡沫升起到形成凝胶状物质共150-155秒，即得。
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