CN109081915A - 一种降低聚醚多元醇中乙醛含量的方法 - Google Patents

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任广伟
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
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Abstract

本发明公开了一种降低聚醚多元醇中乙醛含量的方法，采用特定过氧化物与特定催化剂将聚醚多元醇中的乙醛转化为乙酸，再与固体碱性物质反应，再经过滤的方式降低聚醚中乙醛含量，具体如下：特定过氧化物为过氧化氢，用量为聚醚多元醇质量的0.02~0.2%，特定催化剂为乙酸锰催化剂，用量为聚醚多元醇质量的0.001~0.005%，固体碱性物质为多孔性硅酸镁，用量为聚醚多元醇质量的0.1~1%。该方法有效降低了聚醚中的乙醛含量，安全可靠，同时节省了成本。

Description

一种降低聚醚多元醇中乙醛含量的方法
技术领域
本发明属于高分子化合物的制备方法，具体地说是一种降低聚醚多元醇中乙醛含量的方法。
背景技术
聚醚多元醇在民用制品中有着广泛应用，比如用于制造汽车聚氨酯高回弹坐垫、方向盘，用于建筑装饰、保温以及仿木家具等。随着人们环保意识的日益增强，聚氨酯制品存在的挥发性、高气味等问题已经成为限制其应用的重要因素。从合成原料和工艺过程进行分析，聚醚多元醇产品作为聚氨酯材料的主要原料之一，其中所含的低分子醛类物质对聚氨酯材料的内饰使用的舒适性，也对人体健康构成危害。因此，如何降低聚醚中的醛含量，就成为提升产品品质的关键。
影响聚醚多元醇质量的醛类物质主要有甲醛、乙醛、乙烯醛、乙醛等，其中乙醛的含量相对较多，不同分子量的聚醚其乙醛含量会有区别，一般分子量大的聚醚中乙醛含量高一些，如6000分子量聚醚可以达到200ppm左右，而1000分子量聚醚50ppm左右(根据不同的控制过程会有偏差)。
目前，国内研究人员和相关企业都在不断进行探索。如实用新型专利(申请号：201220436842.8)“汽提法除聚醚多元醇异味装置”，有减少聚醚多元醇气味的效果；发明专利(申请号：201410383509.9)“降低聚醚多元醇VOC含量的方法”，通过加入过氧化氢氧化聚醚多元醇中的挥发性有机物达到改善聚氨酯制品气味的目的。青岛科技大学秦好辉等人报道了“过氧化氢减少聚醚多元醇中挥发性醛类物质的工艺研究”[当代化工,2015,44(1):49-50]，他们认为所述工艺：(1)既可以显著去除聚醚多元醇挥发性醛类物质，同时又可以降低聚醚多元醇气味；(2)简单易行，成本低廉，无需设备改造既可以广泛应用于聚醚多元醇批量生产中。上述方法针对的都是对产品进行后处理以降低聚醚多元醇的气味。其中专利201220436842.8汽提法是物理过程，虽然工艺简单，但所需要的温度较高，能耗大；专利201410383509.9采用过氧化氢氧化过程一是没有催化剂，效率不高，二是由于效率不高使用了过量较多的过氧化氢(过氧化氢量是聚醚质量的10-15％)，影响到聚醚产品质量，还需要设法去除过量较多的过氧化氢以至于增加成本，另外反应生成的乙酸具有刺激性气味且沸点高(141.1℃)，专利中所采用的真空脱出方法难以有效去除，致使影响制品的气味。
发明内容
针对现有技术所存在的问题和不足，本发明的目的是提出一种降低聚醚多元醇中乙醛含量的方法，该方法采用特定过氧化物与特定催化剂配合使用，将聚醚多元醇中的乙醛高效地转化为乙酸，然后与固体碱性物质反应，所选用的固体碱性物质呈颗粒状固体，多孔且吸附性强，酸碱反应后物质吸附于固体，再经过滤的方式有效滤除，从而降低聚醚中乙醛含量。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种降低聚醚多元醇中乙醛含量的方法，其特征在于：该方法采用特定过氧化物与特定催化剂将聚醚多元醇中的乙醛转化为乙酸，再与固体碱性物质反应，再经过滤的方式降低聚醚中乙醛含量，具体如下：
特定过氧化物为过氧化氢，用量为聚醚多元醇质量的0.02～0.2％，特定催化剂为乙酸锰催化剂，用量为聚醚多元醇质量的0.001～0.005％，固体碱性物质为多孔性硅酸镁，用量为聚醚多元醇质量的0.1～1％。
本发明中，采用特定过氧化物与特定催化剂将聚醚多元醇中的乙醛转化为乙酸，反应温度为70～100℃，反应压力为-0.05～-0.01MPa，反应时间为1～3小时。
固体碱性物质与乙酸反应温度为80～100℃，反应压力为-0.05～-0.01MPa，反应时间为1～2小时。最后真空后经过滤去除杂质。
本发明的有益效果：
(1)以乙酸锰催化剂催化过氧化氢氧化乙醛转变为乙酸，反应高效进行，不需要大过量的过氧化氢，用量在0.2％以内，安全风险显著降低，同时节省成本。
(2)反应生成的乙酸具有刺激性气味且沸点高(141.1℃)，真空脱出方法难以有效去除，致使影响制品的气味。采用中和的方式去除乙酸效率高，产品气味小。
(3)采用吸附性强固体碱性物质在中和乙酸的同时将酸碱反应后物质吸附于固体，经过滤的方式即可有效滤除，简捷、节能。
具体实施方式
对于乙醛含量不同的聚醚多元醇，根据乙醛含量确定过氧化氢与乙酸锰催化剂用量，过氧化氢用量范围为聚醚多元醇质量的0.02～0.2％，乙酸锰催化剂用量范围为聚醚多元醇质量的0.0005～0.002％。然后控制反应温度为70～100℃，反应压力为-0.05～-0.01MPa，反应时间为1～3小时。再加入多孔性硅酸镁，用量为聚醚多元醇质量的0.1～1％，控制反应温度为80～100℃，反应压力为-0.05～-0.01MPa，反应时间为1～2小时，最后真空后经过滤去除杂质。
实施例1
一种降低聚醚多元醇中乙醛含量的方法：
将30公斤NJ-360N聚醚(句容宁武新材料股份有限公司生产)加入50L反应釜中，加入60克过氧化氢(常规市售，如使用的是30％水溶液，则加量为200克30％的水溶液)和150克乙酸锰催化剂(北京恒瑞汇金有限公司生产)，然后控制反应温度为70℃，反应压力为-0.05MPa，反应时间为3小时。
再加入300克多孔性硅酸镁(湖北枣阳永华新材料有限公司生产)，控制反应温度为80℃，反应压力为-0.01MPa，反应时间为2小时，最后真空后经过滤去除杂质。
附表1：常规生产聚醚与本实例聚醚中乙醛含量比较
聚醚名称 乙醛含量(μg/g)
常规生产聚醚 3.5
本实例1聚醚 0.5
实施例2
一种降低聚醚多元醇中乙醛含量的方法：
将30公斤NJ-330N聚醚(句容宁武新材料股份有限公司生产)加入50L反应釜中，加入6克过氧化氢(常规市售，如使用的是30％水溶液，则加量为20克30％的水溶液)和30克乙酸锰催化剂(北京恒瑞汇金有限公司生产)，然后控制反应温度为100℃，反应压力为-0.01MPa，反应时间为1小时。
再加入30克多孔性硅酸镁(湖北枣阳永华新材料有限公司生产)，控制反应温度为100℃，反应压力为-0.05MPa，反应时间为1小时，最后经过滤去除杂质。
附表2：常规处理聚醚与本实例聚醚中乙醛含量比较
聚醚名称 乙醛含量(μg/g)
常规处理聚醚 3
本实例2聚醚 0.3
实施例3
一种降低聚醚多元醇中乙醛含量的方法：
将30公斤NJ-310聚醚(句容宁武新材料股份有限公司生产)加入50L反应釜中，加入30克过氧化氢(常规市售，如使用的是30％水溶液，则加量为100克30％的水溶液)和100克乙酸锰催化剂(北京恒瑞汇金有限公司生产)，然后控制反应温度为80℃，反应压力为-0.03MPa，反应时间为2小时。
再加入100克多孔性硅酸镁(湖北枣阳永华新材料有限公司生产)，控制反应温度为90℃，反应压力为-0.03MPa，反应时间为1小时，最后经过滤去除杂质。
附表3：常规处理聚醚与本实例聚醚中乙醛含量比较

Claims (4)

1.一种降低聚醚多元醇中乙醛含量的方法，其特征在于：该方法采用特定过氧化物与特定催化剂将聚醚多元醇中的乙醛转化为乙酸，再与固体碱性物质反应，再经过滤的方式降低聚醚中乙醛含量，具体如下：
特定过氧化物为过氧化氢，用量为聚醚多元醇质量的0.02~0.2%，特定催化剂为乙酸锰催化剂，用量为聚醚多元醇质量的0.001~0.005%，固体碱性物质为多孔性硅酸镁，用量为聚醚多元醇质量的0.1~1%。
2.根据权利要求1所述的降低聚醚中乙醛含量的方法，其特征在于：采用特定过氧化物与特定催化剂将聚醚多元醇中的乙醛转化为乙酸，反应温度为70~100oC，反应压力为-0.05~-0.01MPa，反应时间为1~3小时。
3.根据权利要求1所述的降低聚醚中乙醛含量的方法，其特征在于：固体碱性物质与乙酸反应温度为80~100oC，反应压力为-0.05~-0.01MPa，反应时间为1~2小时。
4.根据权利要求1所述的降低聚醚中乙醛含量的方法，其特征在于：最后真空后经过滤去除杂质。
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