CN108129650A - 一种聚醚多元醇的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚醚多元醇的制备方法。该制备方法包括如下步骤：将起始剂醇的水溶液加入到带有通氮气装置的prees反应器中，氮气置换，加入碱性催化剂，温度控制在80～120℃，然后加入环氧化物进行反应，熟化即可；其中，所述的prees反应器为设有外循环装置、但没有搅拌器的高压反应釜。本发明的制备方法，同时采用带通氮气装置的prees反应器，同时由于氮气装置可以作为外循环反应器提高反应速率，改善了聚醚多元醇生产的周期，明显减少了环氧化物的残余量及副产物含量，减少了污染，改善了环境质量。

Description

一种聚醚多元醇的制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯领域，尤其涉及一种聚醚多元醇的制备方法。
背景技术
目前，环氧乙烷、环氧丙烷是制备聚氨酯硬泡聚醚的主要原料。聚氨酯硬泡广泛应用于建筑、保温、冰箱冰柜等冷链行业。目前，环氧丙烷、环氧乙烷是制备聚醚多元醇的主要原料，环氧丙烷、环氧乙烷的产出依赖于石油资源。石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成，在世界范围内广泛分布，然而由于石油属于化石燃料，不可再生，经过多年的开采利用，已经明显的供不应求，为可持续发展造成很大困扰。植物油是由不饱和脂肪酸和甘油化合而成的化合物，广泛分布于自然界中，是从植物的果实、种子、胚芽中得到的油脂，是一种可再生资源。因此，发展以植物油为原料的聚醚多元醇技术是现实可行的方案。
现有的聚氨酯硬泡聚醚多元醇的生产普遍采用间歇釜式生产，由于生产过程中搅拌方式的影响，使得环氧化物的残余量不能够完全反应，使得一部分未反应的环氧化物以小分子的名义被排出，排放到其他吸收介质中、或者直接排放到环境中，既造成了污染又浪费了资源。现如今，当代的资源环境是非常严峻的，浪费是不能被允许的，基于此，其原来的生产方法具有以下缺点：(1)由于环氧化物加入量大，造成环氧化物的残余；(2)给吸收环氧化物排放带来问题；(3)浪费了资源；(4)给环境带来了负面影响；(5)由于环氧化物的残余，给聚氨酯泡沫的物理性能造成一定的影响，基于目前国家建筑节能要求的发布，结合聚氨酯泡沫优良的保温效果使得聚氨酯喷涂组合料用量大增，随着硬泡聚醚多元醇的产量在逐渐增加，那么聚醚多元醇中环氧化物的残余问题亟待需要解决，并且环氧化物的残余影响到了聚醚多元醇的质量，而且影响环境，给环保带来了负面影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服了现有技术中聚醚多元醇的制备方法环氧化物残留量多的问题，提供了一种聚醚多元醇的制备方法。本发明的制备方法，同时采用带通氮气装置的prees反应器，同时由于氮气装置可以作为外循环反应器提高反应速率，改善了聚醚多元醇生产的周期，明显减少了环氧化物(环氧乙烷、环氧丙烷、环氧氯丙烷)的残余量及副产物含量，减少了污染，改善了环境质量。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。
本发明提供了一种聚醚多元醇的制备方法，其包括如下步骤：将起始剂醇的水溶液加入到带有通氮气装置的prees反应器中，氮气置换，加入碱性催化剂，温度控制在80～120℃，然后加入环氧化物进行反应，熟化即可。
其中，所述的prees反应器为设有外循环装置、但没有搅拌器的高压反应釜。
其中，所述的起始剂醇较佳地为多元醇，更佳地为二乙二醇、甘油、蔗糖和乙二醇中的一种或多种，最佳地为二乙二醇与蔗糖的混合物、或甘油与蔗糖的混合物、或乙二醇与蔗糖的混合物。
其中，所述的碱性催化剂可为本领域常规使用的各种叔胺类催化剂，更佳地为二甲胺、三甲胺和N,N-二甲基环己胺中的一种或多种。
其中，所述的环氧化物可为本领域常规使用的各种环氧化物，较佳地为环氧乙烷、环氧丙烷和环氧氯丙烷中的一种或多种。
其中，所述的起始剂醇的水溶液的质量百分比浓度较佳地为70％～80％。
其中，所述的反应的压力较佳地为0.05～0.35MPa。
其中，所述的熟化的时间较佳地为0.5～1小时；所述的熟化的温度较佳地为80～120℃。
其中，所述的起始剂醇与碱性催化剂的质量比较佳地为(15:1)～(40:1)。
其中，所述的起始剂醇与环氧化物的质量比较佳地为(1:1)～(1:2.5)。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
1、本发明制备的聚氨酯硬泡聚醚多元醇，其催化剂配制安全可靠，遵循可持续发展理念，另外本发明催化剂参与反应，催化活性比较强，减少生产周期，可以采用部分价格低廉的植物油酸代替环氧化物，提高生产过程中的安全性，并使得聚氨酯制品具有可生物降解性，具有明显的安全、成本优势。
2、本发明的聚氨酯硬泡聚醚多元醇的制备方法中，通氮气装置的反应釜提高反应收率尽快排出不安全气体，改善了聚醚品质，减少了污染，改善了环境质量，改善了催化剂品质，加强了人员操作安全。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下述实施例中，如没有特别说明，份均是指质量份。
实施例1
原料配方：二乙二醇500份，蔗糖300份，水200份，二甲胺20份，环氧乙烷1100份。
制备方法：将上述二乙二醇与蔗糖溶于水后加入到带有通氮气装置的prees反应器(prees反应器为设有外循环装置、但没有搅拌器的高压反应釜)，该装置还包括排空和真空系统，氮气置换，然后加入二甲胺，温度控制在80℃，再加入环氧乙烷进行开环聚合反应，压力为0.05MPa；当环氧乙烷加入量完成即可完成开环聚合反应，熟化0.5小时即可。
本实施例制得的聚氨酯硬泡聚醚多元醇的羟值为420mgKOH/g，收率为99.07％，外观为浅黄色透明液体。25℃运动粘度：4500。
产品颜色为浅黄色，色值为6GD(铂钴色值)。现有技术中如果不采用氮气置换，色值将大于15GD。
实施例2
原料配方：甘油500份，蔗糖300份，水200份，三甲胺25份，环氧丙烷1150份。
制备方法：将上述甘油、蔗糖溶于水后加入到带有通氮气装置的prees反应器(prees反应器为设有外循环装置、但没有搅拌器的高压反应釜)，该装置还包括排空和真空系统，氮气置换，然后加入三甲胺，温度控制在105℃，再加入环氧丙烷进行开环聚合反应，压力为0.1MPa；当环氧丙烷的加入量完成即可完成开环聚合反应，熟化1小时即可。
本实施例制得的聚氨酯硬泡聚醚多元醇的羟值为450mgKOH/g，收率为99.0％，外观为浅黄色透明液体。25℃运动粘度：5200。
产品颜色为浅黄色，色值为5GD(铂钴色值)。现有技术中如果不采用氮气置换，色值将大于15GD。
实施例3
原料配方：乙二醇200份，蔗糖300份，水200份，N,N-二甲基环己胺30份，环氧氯丙烷1250份。
制备方法：将上述乙二醇、蔗糖溶于水后加入到带有通氮气装置的prees的反应器，该装置还包括排空和真空系统，氮气置换，然后加入N,N-二甲基环己胺，温度控制在120℃，再加入环氧氯丙烷进行开环聚合反应，压力为0.35MPa；当环氧氯丙烷的加入量完成即可完成开环聚合反应，熟化1小时即可。
本实施例制得的聚氨酯硬泡聚醚多元醇的羟值为424mgKOH/g，收率为98.87％，外观为浅黄色透明液体，25℃运动粘度：6200。
产品颜色为浅黄色，色值为6GD(铂钴色值)。现有技术中如果不采用氮气置换，色值将大于15GD。
三个实施例制得的产品性能指标如下表所示：
性能指标 实施例1 实施例2 实施例3
聚醚多元醇生产周期，h 12 13 12
聚醚多元醇环氧化物残余，ppm 175 170 185
环氧化物进料速度，kg/h 2400 2300 2600
熟化时间，h 0.5 1 1

Claims (10)

1.一种聚醚多元醇的制备方法，其包括如下步骤：将起始剂醇的水溶液加入到带有通氮气装置的prees反应器中，氮气置换，加入碱性催化剂，温度控制在80～120℃，然后加入环氧化物进行反应，熟化即可；
其中，所述的prees反应器为设有外循环装置、但没有搅拌器的高压反应釜。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的起始剂醇为多元醇。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的起始剂醇为二乙二醇、甘油、蔗糖和乙二醇中的一种或多种。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的起始剂醇为二乙二醇与蔗糖的混合物、或甘油与蔗糖的混合物、或乙二醇与蔗糖的混合物。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的碱性催化剂为二甲胺、三甲胺和N,N-二甲基环己胺中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的环氧化物为环氧乙烷、环氧丙烷和环氧氯丙烷中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的起始剂醇的水溶液的质量百分比浓度较佳地为70％～80％。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的熟化的时间为0.5～1小时；所述的熟化的温度为80～120℃；
和/或，所述的反应的压力为0.05～0.35MPa。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的起始剂醇与碱性催化剂的质量比为(15:1)～(40:1)。
10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的起始剂醇与环氧化物的质量比为(1:1)～(1:2.5)。
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