CN110511370A - 麦芽糖醇聚醚多元醇的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于聚醚多元醇合成技术领域，具体的涉及一种麦芽糖醇聚醚多元醇的制备方法。所述的制备方法为将麦芽糖醇和小分子起始剂在碱性催化剂的作用下与环氧丙烷进行反应，反应完成后，再经中和、精制和过滤，制得聚醚多元醇。本发明以麦芽糖醇为起始剂合成生物基聚醚多元醇，具有高官能度低粘度特点，制备的聚氨酯硬质泡沫流动性、强度和尺寸变化率均大幅度提高解决了因粘度过高使得组合料与黑料粘度相差过大导致混合不均，引起聚氨酯泡沫性能不稳定的问题。
Description
技术领域
本发明属于聚醚多元醇合成技术领域，具体的涉及一种麦芽糖醇聚醚多元醇的制备方法。
背景技术
随着聚氨酯行业的不断发展和应用，我国聚氨酯需求量迅速增长，聚氨酯主要原料聚醚多元醇得到了快速的发展。并且随着石化资源日趋减少以及环保方面的要求，生物基聚醚多元醇逐渐成为聚氨酯行业的研究热点。对生物质原料的利用和开发，主要有淀粉、植物油、木质素、木材等等。主要是通过将生物质原料通过一连串的反应，使其分子结构上带有多个羟基，最终制成液态生物基聚醚多元醇。因此采用生物质原料为起始剂制备聚醚多元醇对聚氨酯行业的可持续发展、节省能源和保护环境有着重要意义。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提供一种麦芽糖醇聚醚多元醇的制备方法，以麦芽糖醇为起始剂合成生物基聚醚多元醇，具有高官能度低粘度特点，流动性和强度方面均有大幅度提高，解决了因粘度过高使得组合料与黑料粘度相差过大导致混合不均，引起聚氨酯泡沫性能不稳定的问题。
本发明所述的麦芽糖醇聚醚多元醇的制备方法为将麦芽糖醇和小分子起始剂在碱性催化剂的作用下与环氧丙烷进行反应，反应完成后，再经中和、精制和过滤，制得聚醚多元醇。
所述的小分子起始剂为甘油、丙二醇或二乙二醇中的一种或一种以上。
所述的碱性催化剂为氢氧化钾或氢氧化钠。
所述的环氧丙烷总量、麦芽糖醇、小分子起始剂和碱性催化剂的质量比为600-1000：300-350:100-150:2-5。
优选地，本发明所述的麦芽糖醇聚醚多元醇的制备方法，包括以下步骤：
(1)向聚合釜中加入麦芽糖醇、小分子起始剂和碱性催化剂，氮气置换，抽真空；之后搅拌升温，加入部分环氧丙烷，然后熟化；
(2)聚合反应：熟化完成后继续升温，加入余量的环氧丙烷，然后真空熟化；
(3)后处理过程：加入酸和水进行中和反应，中和完毕后加入吸附剂，搅拌后过滤即得聚醚多元醇。
步骤(1)中升温至80℃时，开始滴加环氧丙烷，加入的部分环氧丙烷的量为环氧丙烷总质量的5-15％，反应温度控制在70-90℃，控制压力为0.1-0.3Mpa，熟化1h。
步骤(2)中升温至105℃，加入余量的环氧丙烷，反应温度控制在110-120℃，控制压力为0.1-0.3Mpa，熟化1h。
步骤(3)中所述的酸为草酸或磷酸；所述的吸附剂为硅酸镁、硅酸铝或者硅酸镁铝中的一种或一种以上。
步骤(3)中所述的中和反应的温度为70-90℃，反应时间为1h；所述的吸附的温度为70-90℃，吸附时间为1h。
步骤(3)中所用的水、酸、吸附剂与环氧丙烷总量的质量比为：60-80:5-8:1-3:600-1000。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明采用麦芽糖醇为起始剂，麦芽糖醇为可再生原料。
2、本发明在高官体系中相同的官能度下，其粘度能够大幅度降低。
3、采用本发明麦芽糖醇聚醚多元醇制备的聚氨酯硬质泡沫流动性、强度和尺寸变化率均大幅度提高，解决了因粘度过高使得组合料与黑料粘度相差过大导致混合不均，引起聚氨酯泡沫性能不稳定的问题。
具体实施方案
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
将麦芽糖醇316.6g、甘油128g和氢氧化钾3.6g加入到2.5L聚合反应釜中，之后对聚合反应釜充氮气，检测密封性良好，之后进行氮气置换5次，最后抽真空至真空度为-0.095MPa。设置加热温度为85℃，在80℃开始连续滴加环氧丙烷，维持温度在85±5℃，压力控制在0.1-0.3MPa，至加入环氧丙烷量为50g时，停止进环氧丙烷并熟化1h，然后将温度升至105℃，继续滴加779g环氧丙烷，维持温度在115±5℃，压力控制在0.1-0.3MPa，滴加完成后熟化1h并切抽真空脱除环氧丙烷单体，接着加入水85g和磷酸8.5g在85℃中和1h，中和完成后，用2g硅酸镁铝吸附结晶盐，搅拌吸附1h后用布氏漏斗将聚醚多元醇中的结晶盐抽滤脱除，最终制得麦芽糖醇聚醚多元醇，所合成的麦芽糖醇聚醚多元醇检测的性能指标列入表1。
实施例2
将麦芽糖醇365g、甘油192g和氢氧化钾4.74g加入到2.5L聚合反应釜中，之后对聚合反应釜充氮气，检测密封性良好，之后进行氮气置换5次，最后抽真空至真空度为-0.095MPa。设置加热温度为85℃，在80℃开始连续滴加环氧丙烷，维持温度在85±5℃，压力控制在0.1-0.3MPa，至加入环氧丙烷量为65g时，停止进环氧丙烷并熟化1h，然后将温度升至105℃，继续滴加1039g环氧丙烷，维持温度在115±5℃，压力控制在0.1-0.3MPa，滴加完成后熟化1h并切抽真空脱除环氧丙烷单体，接着加入水112g和磷酸11.2g在85℃中和1h，中和完成后，用2g硅酸镁铝吸附结晶盐，搅拌吸附1h后用布氏漏斗将聚醚多元醇中的结晶盐抽滤脱除，最终制得麦芽糖醇聚醚多元醇，所合成的麦芽糖醇聚醚多元醇检测的性能指标列入表1。
对比例
将蔗糖248g、甘油192g和氢氧化钾4.6g加入到2.5L聚合反应釜中，之后对聚合反应釜充氮气，检测密封性良好，之后进行氮气置换5次，最后抽真空至真空度为-0.095MPa。设置加热温度为85℃，在80℃开始连续滴加环氧丙烷，维持温度在85±5℃，压力控制在0.1-0.3MPa，至加入环氧丙烷量为60g时，停止进环氧丙烷并熟化1h，然后将温度升至105℃，维持温度在115±5℃，压力控制在0.1-0.3MPa，继续滴加1039g环氧丙烷，滴加完成后熟化1h并切抽真空脱除环氧丙烷单体，接着加入水110g和磷酸10.8g在85℃中和1h，中和完成后，用2.3硅酸镁铝吸附剂吸附结晶盐，搅拌吸附1h后用布氏漏斗将聚醚多元醇中的结晶盐抽滤脱除，最终制得蔗糖聚醚多元醇，所合成的蔗糖聚醚多元醇检测的性能指标列入表1。
表1制备的聚醚多元醇的性能
将实施例1-2和对比例所制备的聚醚多元醇进行聚氨酯硬质泡沫性能检测，强度测试按照GB/T8813-2008，尺寸变化率按照GB/T8811-2008，流动性性能测试按照GB/T21332-2008，测试结果见表2。
表2制备的聚氨酯硬质泡沫的性能
| 产品指标 | 实施例1 | 实施例2 | 对比例 |
| 凝胶时间，s | 18 | 20 | 20 |
| 芯密度，Kg/m<sup>3</sup> | 25 | 25.1 | 25 |
| 平均强度，N/m<sup>2</sup> | 104.65 | 99.78 | 88.18 |
| 流动指数，cm/g | 0.4068 | 0.4283 | 0.3966 |
| 尺寸变化率，％ | 13.7 | 17.0 | 32.5 |
如表1和2所示，通过聚氨酯泡沫性能对比可知，实施例1与对比例相比采用麦芽糖醇代替蔗糖为起始剂，保持官能度与对比例官能度一致，其平均强度高出18.7％，流动指数高出2.6％，尺寸变化率减小18.8％，聚醚粘度相比较低。降低实施例1的官能度，即为实施例2，实施例2中的聚醚平均强度提高13.15％，流动指数高出8％，尺寸变化率减小15.5％，其聚氨酯泡沫性能依然有大幅的提高，粘度大幅度的降低。由此可见能够采用麦芽糖醇代替蔗糖合成的高官能度聚醚，所合聚醚相比蔗糖体系粘度大幅度降低，并且应用于聚氨酯泡沫在强度、流动性、尺寸变化率方面均有大幅度提高。
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。
Claims (10)
1.一种麦芽糖醇聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：将麦芽糖醇和小分子起始剂在碱性催化剂的作用下与环氧丙烷进行反应，反应完成后，再经中和、精制和过滤，制得聚醚多元醇。
2.根据权利要求1所述的麦芽糖醇聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：所述的小分子起始剂为甘油、丙二醇或二乙二醇中的一种或一种以上。
3.根据权利要求1所述的麦芽糖醇聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：所述的碱性催化剂为氢氧化钾或氢氧化钠。
4.根据权利要求1所述的麦芽糖醇聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：所述的环氧丙烷总量、麦芽糖醇、小分子起始剂和碱性催化剂的质量比为600-1000：300-350:100-150:2-5。
5.根据权利要求1-4任一所述的麦芽糖醇聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)向聚合釜中加入麦芽糖醇、小分子起始剂和碱性催化剂，氮气置换，抽真空；之后搅拌升温，加入部分环氧丙烷，然后熟化；
(2)聚合反应：熟化完成后继续升温，加入余量的环氧丙烷，然后真空熟化；
(3)后处理过程：加入酸和水进行中和反应，中和完毕后加入吸附剂，搅拌吸附后过滤即得聚醚多元醇。
6.根据权利要求5所述的麦芽糖醇聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：步骤(1)中升温至80℃时，开始滴加环氧丙烷，加入的部分环氧丙烷的量为环氧丙烷总质量的5-15％，反应温度控制在70-90℃，控制压力为0.1-0.3Mpa，熟化1h。
7.根据权利要求5所述的麦芽糖醇聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：步骤(2)中升温至105℃，加入余量的环氧丙烷，反应温度控制在110-120℃，控制压力为0.1-0.3Mpa，熟化1h。
8.根据权利要求5所述的麦芽糖醇聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述的酸为草酸或磷酸；吸附剂为硅酸镁、硅酸铝或者硅酸镁铝中的一种或一种以上。
9.根据权利要求5所述的麦芽糖醇聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述的中和反应的温度为70-90℃，反应时间为1h；所述的吸附的温度为70-90℃，吸附时间为1h。
10.根据权利要求5所述的麦芽糖醇聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所用的水、酸、吸附剂与环氧丙烷总量的质量比为：60-80:5-8:1-3:600-1000。
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|---|---|---|---|---|
| CN114053994A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-02-18 | 绍兴上虞洁华化工有限公司 | 一种高强度聚醚精制剂硅酸镁铝的制备及应用 |
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