CN109096462A - 低醛型聚醚多元醇的组合物及其制备方法 - Google Patents

低醛型聚醚多元醇的组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低醛型聚醚多元醇的组合物及其制备方法，主要解决现有技术中制备得到的聚氨酯泡沫塑料中甲醛含量高的问题。本发明通过采用一种低醛型聚醚多元醇的组合物，以重量份数计包括以下组份：a)5～15份的聚脲多元醇，其中聚脲多元醇的黏度为1700～2500mpa.s，固含量为5～15％；b)85～95份的聚醚多元醇Ⅰ，其中聚醚多元醇Ⅰ的分子量为2000～8000，官能度为2～5及其制备方法的技术方案，较好地解决了该问题，可用于聚氨酯泡沫塑料的工业应用中。

Description

低醛型聚醚多元醇的组合物及其制备方法
技术领域
本发明属于一种低醛型聚醚多元醇的组合物及其制备方法。
背景技术
聚脲多元醇自开发应用以来，主要应用于模塑产品中，该产品能拓宽聚氨酯产品的加工范围，不用阻燃剂也能使得泡沫达到自熄水平，其工艺和经济性已作了很多评价。该产品广泛应用于汽车、家具等制造行业中，并取得了普遍的应用。
在国内，对于研制提高泡沫承载能力的填充聚醚多元醇的工作起步较晚，目前取得的一些成果主要集中在聚合物多元醇方面。
聚脲多元醇为异氰酸酯及多元胺在多元醇中发生逐步加聚反应形成的支链型共聚物多元醇，产物中主要含有以下几种聚合物：未改性聚醚多元醇、聚脲分散体、聚脲-聚氨酯共聚物和少量聚氨酯交联体，可用于制备高回弹聚氨酯软泡，不仅使泡沫具有较高的承载能力而且可改善泡沫的阻燃性能，使得泡沫自熄。
现有技术中，制备聚脲多元醇主要有两种方法：连续法和间歇法；连续法生产聚脲多元醇粘度低、固含量高，但是生产技术难度和设备投资大，目前只有少数国外大公司掌握该项生产技术；间歇法制备聚脲多元醇的设备投资小，较易生产，适宜在国内推广，但是粘度大，固含量低。
中国专利CN201680045074.4公开了一种聚醚多元醇组合物，由聚醚多元醇和环氧烷烃组合物反应形成，主要解决阻燃性能的问题。
中国专利CN03114351.2介绍了一种聚脲多元醇的制备方法，其首先将聚醚多元醇、多元胺和溶剂混合，在搅拌下加入异氰酸酯或异氰酸酯与多元醇的混合物，反应后真空脱除得到聚脲多元醇，固含量10％时，粘度为2900mPa.s/25℃。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中制备得到的聚醚多元醇的组合物发泡制得的聚氨酯泡沫具有甲醛含量高的问题，提供一种新的低醛型聚醚多元醇的组合物。采用该聚醚多元醇组合物发泡制得的聚氨酯泡沫具有甲醛含量低的优点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的制备方法。
为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种低醛型聚醚多元醇的组合物，以重量份数计包括以下组份：
i.5～15份的聚脲多元醇，其中聚脲多元醇的黏度为1700～2500mpa.s，固含量为5～15％；
ii.85～95份的聚醚多元醇Ⅰ，其中聚醚多元醇Ⅰ的分子量为2000～8000，
官能度为2～5。
上述技术方案中，优选地，聚醚多元醇Ⅰ选自CHE-828、CHE-828D、CHE-330N 或CHE-5602中的至少一种；聚脲多元醇的黏度为1700～2100mpa.s。
为解决上述技术问题之二，本发明所采用的技术方案如下：一种低醛型聚醚多元醇的组合物的制备方法，包括以下步骤：
1)制备聚脲多元醇：a)将聚醚多元醇Ⅱ和多元胺混合得混合物Ⅰ，其中聚醚多元醇Ⅱ的分子量为2000～8000，官能度为2～5；b)在搅拌条件下向混合物Ⅰ中加入异氰酸酯进行反应得到混合物Ⅱ；c)在搅拌条件下向混合物Ⅱ中加入溶剂得到混合物Ⅲ；d)在负压条件下蒸出小分子物质得到聚脲多元醇产物；
2)将所述的重量份数为5～15份的聚脲多元醇与重量份数为85～95份的聚醚多元醇Ⅰ混合得低醛型聚醚多元醇组合物。
上述技术方案中，优选地，步骤1中，多元胺和聚醚多元醇Ⅱ的摩尔比为1～ 3:1，异氰酸酯和聚醚多元醇Ⅱ的摩尔比为1～3:1，溶剂与聚醚多元醇Ⅱ的摩尔比为10～30:1。
上述技术方案中，优选地，步骤1中，反应步骤a)中的反应时间为20～60min，反应温度为0～50℃；反应步骤b)中的反应时间为20～60min，反应温度为 60～120℃，搅拌速度为200～500r/min；反应步骤c)中的反应时间为30～ 90min，反应温度为60～120℃,搅拌速度为200～500r/min；反应步骤d) 中负压条件以表压计≤-0.085MPa，反应温度为90～130℃。
上述技术方案中，优选地，步骤1中，聚醚多元醇Ⅱ选自CHE-828、CHE-828D、 CHE-330N或CHE-5602中的至少一种；多元胺选自水合肼、乙二胺、丙二胺或苯二胺中的至少一种；异氰酸酯选自TDI、MDI或HDI中的至少一种；溶剂为水、甲醇或乙醇中的至少一种。
上述技术方案中，更优选地，步骤1中，多元胺和聚醚多元醇Ⅱ的摩尔比为 1.5～3:1，异氰酸酯和聚醚多元醇Ⅱ的摩尔比为1.25～3:1，溶剂与聚醚多元醇Ⅱ的摩尔比为10～20:1。
上述技术方案中，更优选地，步骤1中，反应步骤a)中的反应时间为20～ 30min，反应温度20～30℃；反应步骤b)中的反应时间为30～60min，反应温度100～120℃，搅拌速度为200～500r/min；反应步骤c)中的反应时间为30～60min，反应温度为100～120℃，搅拌速度为200～500r/min；反应步骤d)中负压条件以表压计为-0.085～-0.1MPa，反应温度为100～120℃。
上述技术方案中，更优选地，溶剂为水。
本发明中，采用聚脲多元醇制备聚醚多元醇组合物，聚脲多元醇的黏度为1700～2500mpa.s，固含量为10％，采用该聚醚多元醇组合物，发泡形成的聚氨酯泡沫塑料中可以达到不含甲醛，取得了较好的技术效果。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
表1原料清单
实施例1
(1)在四口烧瓶中加入CHE-828:650g，水合肼(含量为80％)：19.37g，在30℃下反应40min，得混合物Ⅰ；
(2)在搅拌速度为300r/min条件下向混合物Ⅰ中加入49.5gTDI，在120℃下反应40min得到混合物Ⅱ；
(3)在搅拌速度为300r/min条件下向混合物Ⅱ中加入32.5g水，在120℃下反应60min得到混合物Ⅲ；
(4)在负压表压为-0.095MPa，100℃下蒸馏出小分子物质得到聚脲多元醇；聚脲多元醇的产品质量如表2所示。
(5)取步骤4中制备得到的聚脲多元醇10份，CHE-828:90份搅拌混合得低醛型聚醚多元醇组合物。
实施例2～5
实施例2至实施例5的实验按照实施例1的各个步骤进行，唯一的区别为溶剂种类、原料种类、摩尔比例和反应时间和温度不同，见表2。
表2实施例1至实施例5中各组分的摩尔比
比较例1：
以中国专利03114351.2中的实施例5进行实验得到的聚脲多元醇的产品质量如表2所示；取制备得到的聚脲多元醇10份，聚醚多元醇Ⅰ90份搅拌混合得低醛型聚醚多元醇组合物。
表3实施例1-5的抑醛型聚脲多元醇的质量检测数据
表4典型的自由起发聚氨酯泡沫塑料的配方
单位：重量份数
表4列出了典型的自由起发聚氨酯泡沫塑料的配方，将实施例1至实施例5和比较例1中制备得到的聚脲多元醇按照配方1发泡制备聚氨酯泡沫，制得聚氨酯泡沫的物理性能见表5。
表5按照配方1发泡制备聚氨酯泡沫性能
ND是指不含有该组分。

Claims (9)

1.一种低醛型聚醚多元醇的组合物，以重量份数计包括以下组份：
i.5～15份的聚脲多元醇，其中聚脲多元醇的黏度为1700～2500mpa.s，固含量为5～15％；
ii.85～95份的聚醚多元醇Ⅰ，其中聚醚多元醇Ⅰ的分子量为2000～8000，官能度为2～5。
2.根据权利要求1所述的低醛型聚醚多元醇的组合物，其特征在于聚醚多元醇Ⅰ选自CHE-828、CHE-828D、CHE-330N或CHE-5602中的至少一种；聚脲多元醇的黏度为1700～2100mpa.s。
3.权利要求1所述的低醛型聚醚多元醇的组合物的制备方法，包括以下步骤：
1)制备聚脲多元醇：a)将聚醚多元醇Ⅱ和多元胺混合得混合物Ⅰ，其中聚醚多元醇Ⅱ的分子量为2000～8000，官能度为2～5；b)在搅拌条件下向混合物Ⅰ中加入异氰酸酯进行反应得到混合物Ⅱ；c)在搅拌条件下向混合物Ⅱ中加入溶剂得到混合物Ⅲ；d)在负压条件下蒸出小分子物质得到聚脲多元醇产物；
2)将所述的重量份数为5～15份的聚脲多元醇与重量份数为85～95份的聚醚多元醇Ⅰ混合得低醛型聚醚多元醇组合物。
4.根据权利要求3所述的低醛型聚醚多元醇的组合物的制备方法，其特征在于步骤1中，多元胺和聚醚多元醇Ⅱ的摩尔比为1～3:1，异氰酸酯和聚醚多元醇Ⅱ的摩尔比为1～3:1，溶剂与聚醚多元醇Ⅱ的摩尔比为10～30:1。
5.根据权利要求3所述的低醛型聚醚多元醇的组合物的制备方法，其特征在于步骤1中，反应步骤a)中的反应时间为20～60min，反应温度为0～50℃；反应步骤b)中的反应时间为20～60min，反应温度为60～120℃，搅拌速度为200～500r/min；反应步骤c)中的反应时间为30～90min，反应温度为60～120℃,搅拌速度为200～500r/min；反应步骤d)中负压条件以表压计≤-0.085MPa，反应温度为90～130℃。
6.根据权利要求3所述的低醛型聚醚多元醇的组合物的制备方法，其特征在于步骤1中，聚醚多元醇Ⅱ选自CHE-828、CHE-828D、CHE-330N或CHE-5602中的至少一种；多元胺选自水合肼、乙二胺、丙二胺或苯二胺中的至少一种；异氰酸酯选自TDI、MDI或HDI中的至少一种；溶剂为水、甲醇或乙醇中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的低醛型聚醚多元醇的组合物的制备方法，其特征在于步骤1中，多元胺和聚醚多元醇Ⅱ的摩尔比为1.5～3:1，异氰酸酯和聚醚多元醇Ⅱ的摩尔比为1.25～3:1，溶剂与聚醚多元醇Ⅱ的摩尔比为10～20:1。
8.根据权利要求5所述的低醛型聚醚多元醇的组合物的制备方法，其特征在于步骤1中，反应步骤a)中的反应时间为20～30min，反应温度20～30℃；反应步骤b)中的反应时间为30～60min，反应温度100～120℃，搅拌速度为200～500r/min；反应步骤c)中的反应时间为30～60min，反应温度为100～120℃，搅拌速度为200～500r/min；反应步骤d)中负压条件以表压计为-0.085～-0.1MPa，反应温度为100～120℃。
9.根据权利要求6所述的低醛型聚醚多元醇的组合物的制备方法，其特征在于溶剂为水。
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