CN110776643A - 一种松香改性聚醚多元醇及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种松香改性聚醚多元醇及其制备方法。将20~60质量份的松香、40~80质量份的聚醚二醇二缩水甘油醚、0.1~1质量份的催化剂在反应釜中混合，使该混合物处于N2气氛中，升温至100~150°C，反应2~8小时，反应结束后减压蒸馏去除催化剂和水，得到松香改性聚醚多元醇。松香是天然可再生资源，用于替代石油化工产品制备聚合物材料时有成本低、环保性好的优势。松香改性聚醚多元醇中含有松香的三元菲环结构，用于聚氨酯合成时，同其他聚醚多元醇相比具有更好的耐热性能、力学强度以及耐水性，本发明合成的松香改性聚醚多元醇的三元菲环位于侧链，其合成的聚氨酯具有更加优良的韧性。

Description

一种松香改性聚醚多元醇及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚醚多元醇及其制备方法，尤其涉及一种用于聚氨酯材料的松香改性聚醚多元醇及其制备方法。
背景技术
聚氨酯是一种由软硬段交替组成的聚合物材料，其化学结构易于调控，根据所用的原料及其比例的不同，可以制备泡沫塑料、弹性体、涂料、胶黏剂等多种产品。制备聚氨酯材料的主要原材料包括多元醇和异氰酸酯。其中多元醇按化合物结构的不同分为聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚丙烯酸酯多元醇等。松香改性聚醚多元醇是分子结构中含有松香或松香衍生物的聚醚多元醇，较之无松香或松香衍生物的聚醚多元醇有更好的耐热性、力学强度、耐水性。中国专利CN101045785A[2007.10.03]公开了一种以羟甲基松香、催化剂、小分子醇和环氧乙烷/环氧丙烷为原料的松香改性聚醚多元醇及其制备方法，可用于硬质聚氨酯泡沫塑料；CN107177314B[2018.04.17]使用松香、双烯加成剂、催化剂和多元醇/山梨糖醇改性物为原料制备松香双烯加成物多元醇树脂，可用于制备水性环保增粘乳液。如上所述，不同化合物结构与制备方法得到的松香改性多元醇可用于制备不同形态的聚氨酯材料，获得不同的使用性能。已报道的松香改性多元醇合成时或条件苛刻，或步骤繁多，难以在工业上大规模低成本制备。开发工艺简单，能耗更低的合成路线，节省松香的利用成本，有利于松香改性多元醇的推广使用，更好地提高松香的附加值。
发明内容
本发明提供一种松香改性聚醚多元醇化合物的化学结构及其该化合物的制备方法，该化合物可用于制备聚氨酯材料。
本发明涉及的松香改性聚醚多元醇，其结构通式为：
Figure BDA0002262007340000011
其中：R为聚氧乙烯醚或聚氧丙烯醚，其数均分子量为200～10000。
所述松香改性聚醚多元醇的制备方法步骤为：
将20～60质量份的松香、40～80质量份的聚醚二醇二缩水甘油醚、0.1～1质量份的催化剂在反应釜中混合，使该混合物处于N2气氛中，升温至100～150℃，反应2～8小时，反应结束后减压蒸馏去除催化剂和水，得到松香改性聚醚多元醇。
所述聚醚二醇二缩水甘油醚为聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚四氢呋喃二醇二缩水甘油醚、聚一缩二乙二醇二缩水甘油醚和聚醚二醇二缩水甘油醚中的一种或多种。
所述催化剂为三乙胺、三亚乙基二胺、二甲基吡啶、N-甲基吗啉和N，N-二甲基环己胺中的一种或多种。
以上所述原材料均为工业级。
所制得的松香改性聚醚多元醇可以用于制备聚氨酯材料。
本发明有如下技术特点：
(1)通过一步反应从松香制备松香改性聚醚多元醇，减少了合成步骤，降低了生产能耗，节省了松香的利用成本。
(2)该松香聚醚多元醇用于制备聚氨酯材料时，松香基团位于聚合物侧链上，聚合物分子链柔顺性更好，所得聚合物材料具有优异的韧性和耐水性。
(3)松香是天然可再生资源，松香改性聚醚多元醇较之不含松香或松香衍生物的聚醚多元醇具有环保、成本低的优势。
具体实施方式
以下所述原材料均为工业级。
实施例1：
将45质量份松香、55质量份数均分子量为400的聚丙二醇二缩水甘油醚、0.5质量份的二甲基吡啶一次性加入到反应釜，用N2置换釜内的空气，然后升温至130℃，保温反应4小时，停止反应。在110℃/10mmHg下，减压蒸馏2小时去除催化剂和水，得到松香改性聚醚多元醇。产品为棕黄色粘稠液体，羟值为109mgKOH/g，酸值为2.7mgKOH/g。
实施例2：
将45质量份松香、55质量份数均分子量为400的聚丙二醇二缩水甘油醚、1质量份的三乙胺一次性加入到反应釜，用N2置换釜内的空气，然后升温至120℃，保温反应5小时，停止反应。在110℃/10mmHg下，减压蒸馏2小时去除催化剂和水，得到松香改性聚醚多元醇。产品为棕黄色粘稠液体，羟值为111mgKOH/g，酸值为2.2mgKOH/g。
实施例3：
将35质量份松香、65质量份数均分子量为600的聚乙二醇二缩水甘油醚、1质量份的三乙胺一次性加入到反应釜，用N2置换釜内的空气，然后升温至110℃，保温反应5小时，停止反应。在110℃/10mmHg下，减压蒸馏2小时去除催化剂和水，得到松香改性聚醚多元醇。产品为棕黄色粘稠液体，羟值为89mgKOH/g，酸值为1.8mgKOH/g。
实施例4：
将21质量份松香、79质量份数均分子量为2000的聚四氢呋喃二醇二缩水甘油醚、1.5质量份的三亚乙基二胺一次性加入到反应釜，用N2置换釜内的空气，然后升温至150℃，保温反应3小时，停止反应。在110℃/10mmHg下，减压蒸馏2小时去除催化剂和水，得松香改性聚醚多元醇。产品为淡黄色粘稠液体，羟值为40mgKOH/g，酸值为3.1mgKOH/g。
实施例5：
将45质量份松香、55质量份数均分子量为650的聚四氢呋喃二醇二缩水甘油醚、2质量份的N-甲基吗啉一次性加入到反应釜，用N2置换釜内的空气，然后升温至120℃，保温反应5小时，停止反应。在110℃/10mmHg下，减压蒸馏2小时去除催化剂和水，得松香改性聚醚多元醇。产品为棕黄色粘稠液体，羟值为87mgKOH/g，酸值为2.4mgKOH/g。
应用例：
将实施例1所得的松香改性聚醚多元醇与烟台万华公司W8975按照NCO/OH＝1.3配漆，所得漆膜硬度达到0.63，光泽136，附着力1级，冲击强度(正冲/反冲)50/50kg.cm，耐水性30天无锈蚀。而其它多元醇配制的聚氨酯耐水性为2天无锈蚀。

Claims (1)

1.一种松香改性聚醚多元醇，其特征在于松香改性聚醚多元醇通式为：
Figure FDA0002262007330000011
其中：R为聚氧乙烯醚或聚氧丙烯醚，其数均分子量为200～10000；
所述松香改性聚醚多元醇的制备方法步骤为：
将20～60质量份的松香、40～80质量份的聚醚二醇二缩水甘油醚、0.1～1质量份的催化剂在反应釜中混合，使该混合物处于N2气氛中，升温至100～150℃，反应2～8小时，反应结束后减压蒸馏去除催化剂和水，得到松香改性聚醚多元醇；
所述聚醚二醇二缩水甘油醚为聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚四氢呋喃二醇二缩水甘油醚、聚一缩二乙二醇二缩水甘油醚和聚醚二醇二缩水甘油醚中的一种或多种；
所述催化剂为三乙胺、三亚乙基二胺、二甲基吡啶、N-甲基吗啉和N，N-二甲基环己胺中的一种或多种；
以上所述原材料均为工业级。
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