CN108484896A - 一种低voc高活性高分子量聚醚多元醇的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的是一种低VOC高活性高分子量聚醚多元醇的制备方法。以甘油为起始剂，在低碱含量催化剂作用下，与环氧丙烷进行聚合反应，再用环氧乙烷进行封端，将低碱含量催化的高活性高分子量聚醚多元醇加入到密闭反应釜中，加入去离子水和高效精制吸附剂，氮气置换，在一定温度下进行混合精制、吸附，然后经脱水、过滤后，得到低VOC高活性高分子量聚醚多元醇产品。本发明简化了工艺流程，不采用酸中和工艺，避免了中和过程中醛类物质的产生，通过采用高效精制吸附剂可有效吸附聚醚多元醇生产过程中产生的醛类和其他杂质，最终达到降低聚醚多元醇中VOC含量的目的。适宜作为低VOC高活性高分子量聚醚多元醇的制备方法应用。

Description

一种低VOC高活性高分子量聚醚多元醇的制备方法
技术领域
本发明提出的是聚醚多元醇技术领域的一种低VOC高活性高分子量聚醚多元醇的制备方法。
背景技术
聚醚多元醇是一种重要的化工原料，是生产聚氨酯(PU)制品的主要原料，而高活性高分子量聚醚多元醇是应用最广的聚醚多元醇之一，其制品多用于生活和办公用品，因此其环保要求也变得越来越高，无毒的聚氨酯材料正在成为检验产品档次的重要标准。VOC是指聚氨酯制品中可以发散至环境中的低分子量醇、醛、胺、酯以及芳烃的总称，其含量高低是衡量制品环保等级的重要标准之一。聚氨酯材料的VOC主要来自于聚醚多元醇中未被除去的小分子。在国外，主要以控制原料、生产工艺和提高精制技术等方法来降低聚醚中VOC的含量；在国内，比较通行的方法是采用聚醚脱气味处理工艺，使得聚醚多元醇中可挥发性物质大幅降低，从而达到降低聚醚多元醇VOC含量的目的。而这两种工艺都存在着一些弊端，国外工艺需要更高纯度的原料和更加精细化的生产工艺管理，这些都会提高聚醚的生产成本，而国内的载气脱单工艺也存在着生产效率低、能耗大等缺点，且很难达到低VOC含量的要求。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点，本发明提出一种低VOC高活性高分子量聚醚多元醇的制备方法。该方法通过将低碱含量催化的高活性高分子量聚醚多元醇加入到密闭反应釜中，加入去离子水和高效精制吸附剂，氮气置换，在一定温度下进行混合精制、吸附，然后经脱水、过滤。解决低VOC高活性高分子量聚醚多元醇制备的技术问题。
以甘油为起始剂，在低碱含量催化剂作用下，与环氧丙烷进行聚合反应，再用环氧乙烷进行封端，将低碱含量催化的高活性高分子量聚醚多元醇加入到密闭反应釜中，加入去离子水和高效精制吸附剂，氮气置换，在一定温度下进行混合精制、吸附，然后经脱水、过滤后，得到低VOC高活性高分子量聚醚多元醇产品。
其中，甘油、环氧丙烷和环氧乙烷质量比为92:4140:718，碱金属催化剂的用量为甘油和环氧化物总质量的0.15～0.2%。
所述的高效精制剂吸附剂，具备类似纤维的微观结构，此种高效吸附剂存在的微观孔洞结构，在液相环境中，能够提高捕捉大分子聚醚中小分子的能力，从而起到良好的吸附作用。
所述的合成低VOC高活性高分子量聚醚多元醇过程中碱金属催化剂的加入量为所制备聚醚多元醇总质量的0.15%～0.2%。
所述的除碱精制过程中，加入去离子水和高效精制吸附剂，氮气置换，维持温度80～90℃，精制吸附2h。
所述的去离子水的加入量为粗聚醚质量的1～2%。
所述的高效吸附剂的加入量为粗聚醚质量的2～4%。
本发明有益效果：
(1)本发明中降低碱金属催化剂的用量，可保证催化环氧开环聚合的正常反应，同时降低副反应的反应速率，抑制不饱和醛类化合物的产生，降低粗聚醚样品中各种醛类的含量。
(2)本发明采用的高效精制吸附剂可以有效去除聚醚多元醇中的碱金属离子，同时其具有的微观孔洞结构可有效吸附聚醚多元醇中的醛类和其他杂质，降低聚醚多元醇的VOC含量，保证聚醚质量符合国家标准。
(3)本发明的精制工艺相比传统工艺简单，降低了生产成本。
具体实施方式
下述实施例进一步阐述本发明，但其并不限制本发明。
实施例1：
在10L聚合反应釜中加入甘油129.72g，90%含量KOH 13.18g，氮气置换5次，升温至90～110 ℃，缓慢加入环氧丙烷5837g，控制反应温度100～130 ℃，反应压力小于0.43 MPa，进行聚合反应熟化1h，然后缓慢加入环氧乙烷1012g，控制反应温度100～130 ℃，反应压力小于0.43 MPa， 进行聚合反应熟化1 h，然后真空脱气1h，得到6978.72g粗聚醚。
将上述得到的高活性粗聚醚多元醇转移至精制处理釜，搅拌升温至80℃，加入水105g、新型吸附剂139g，抽真空后氮气置换，80～90℃混合2 h，升温至100¡«130 ℃减压脱除水分，过滤后得到高活性低VOC聚醚多元醇产品。
实施例2：
在10L聚合反应釜中加入甘油129g，90%含量KOH 14g，氮气置换5次，升温至90～110℃，缓慢加入环氧丙烷5797g，控制反应温度100～130 ℃，反应压力小于0.43 MPa，进行聚合反应熟化1h，然后缓慢加入环氧乙烷1032g，控制反应温度100～130 ℃，反应压力小于0.43 MPa， 进行聚合反应熟化1 h，然后真空脱气1h，得到6958g粗聚醚。
将上述得到的高活性粗聚醚多元醇转移至精制处理釜，搅拌升温至80℃，加入水138g、新型吸附剂277g，抽真空后氮气置换，80～90℃混合2 h，升温至100～130 ℃减压脱除水分，过滤后得到高活性低VOC聚醚多元醇产品。
实施例3：
在10L聚合反应釜中加入甘油128.8g，90%含量KOH 15.4g，氮气置换5次，升温至90～110 ℃，缓慢加入环氧丙烷5807g。控制反应温度100～130 ℃，反应压力小于0.43 MPa，进行聚合反应熟化1h，然后缓慢加入环氧乙烷1022g，控制反应温度100～130 ℃，反应压力小于0.43 MPa， 进行聚合反应熟化1 h，然后真空脱气1h，得到6957g粗聚醚。
将上述得到的高活性粗聚醚多元醇转移至精制处理釜，搅拌升温至80℃，加入水120g、新型吸附剂208g，抽真空后氮气置换，80~90℃混合2 h，升温至100～130 ℃减压脱除水分，过滤后得到低VOC高活性高分子量聚醚多元醇产品。
对比例1：
在10L聚合反应釜中加入甘油129g，90%含量KOH 20.79g，氮气置换5次，升温至90～110℃，缓慢加入环氧丙烷5837g。控制反应温度100～130 ℃，反应压力小于0.43 MPa，进行聚合反应熟化1h，然后缓慢加入环氧乙烷1012g，控制反应温度100～130 ℃，反应压力小于0.43 MPa， 进行聚合反应熟化1 h，然后真空脱气1h，得到6930g粗聚醚。
将上述得到的高活性粗聚醚多元醇转移至精制处理釜，搅拌升温至80℃，加入水347g，90～95 ℃混合1 h，加入H3PO4调pH 5～6，90～95 ℃混合1 h，加入精制剂六硅酸镁34.65g、抗氧剂混合1 h，升温至100～130 ℃，减压脱除水分，过滤后得到高活性聚醚多元醇产品聚醚。
表1 实施例1-3与对比例制备的聚醚多元醇中醛类物质测定结果对比
样品 对比例 实施例1 实施例2 实施例3
甲醛含量/mg·L-1 2.35 0.15 0.08 0.10
乙醛含量/mg·L-1 7.86 0.47 0.38 0.43
丙烯醛含量/mg·L-1 3.55 0.34 0.32 0.38
丙醛含量/mg·L-1 13.68 2.65 2.12 2.45
所述低VOC高活性高分子量聚醚多元醇就是在生产过程中所产生的VOC含量低，对环保有利，减少有害物质排放。

Claims (5)

1.一种低VOC高活性高分子量聚醚多元醇的制备方法，其特征是：
以甘油为起始剂，在低碱含量催化剂作用下，与环氧丙烷进行聚合反应，再用环氧乙烷进行封端，将低碱含量催化的高活性高分子量聚醚多元醇加入到密闭反应釜中，加入去离子水和高效精制吸附剂，氮气置换，在一定温度下进行混合精制、吸附，然后经脱水、过滤后，得到低VOC高活性高分子量聚醚多元醇产品。
2.根据权利要求1所述的低VOC高活性高分子量聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：合成粗聚醚过程中碱金属催化剂的加入量为所制备聚醚总质量的0.15%~0.2%。
3.根据权利要求1所述的低VOC高活性高分子量聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：除碱金属催化剂过程中，加入去离子水和高效精制吸附剂，氮气置换，维持温度80~90℃，精制吸附2h。
4.根据权利要求3所述的低VOC高活性高分子量聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：除碱金属催化剂过程中，去离子水的加入量为粗聚醚总质量的1~2%。
5.根据权利要求3所述的低VOC高活性高分子量聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：高效吸附剂的加入量为粗聚醚质量的2~4%。
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