CN1451676A - 一种离子化聚酯多元醇的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种离子化聚酯多元醇的制备方法，是将具有一定分子量的小分子聚酯多元醇、酯类有机磺酸盐、催化剂和助剂按一定比例置入反应釜中，以5～30℃/min的速度缓慢升温到100～300℃，然后抽真空，继续聚合2～50小时；其中：小分子聚酯多元醇与酯类有机磺酸盐的摩尔比为小分子聚酯∶酯类有机磺酸盐＝1∶1～20∶1，催化剂用量占小分子聚酯多元醇、酯类有机磺酸盐、助剂重量之和的0.01～0.3％，助剂用量小分子聚酯多元醇、酯类有机磺酸盐重量之和的0.3～30％。本发明具有采用的聚合工艺简便，转化率高，重复性好，成本低等优点。
Description
技术领域：
本发明属于一种离子化聚酯多元醇的制备方法，具体地说涉及一种用于制取聚氨酯的离子化聚酯多元醇的制备方法。
背景技术：
聚氨酯材料是一种新型的具有独特性能和多方面用途的高聚物，以其优异的性能而广泛应用于聚氨酯泡沫塑料、橡胶、涂料、粘合剂、合成纤维、合成皮革、防水灌浆材料等工业中。聚氨酯以二异氰酸酯和多元醇为基本原料加聚而成，其中多元醇化合物包括聚酯型和聚醚型两大类。聚酯型聚氨酯制品的强度、耐磨、耐撕裂、耐油性较好，但是由于其所用原料聚酯多元醇加工工艺繁琐，在国内一直未受到足够重视。当前，水基聚氨酯和聚氨酯离聚物由于其在理论研究开发和市场需求两个方面所具有的重要意义已经成为发展最快的两种聚氨酯产品。离子化的聚酯多元醇作为一种制备离子型水基聚氨酯或聚氨酯离聚物的重要原料也就成为了国内外聚氨酯研究的重要方向。例如，Ruco公司生产的Rucoflex.RTM.XS-5483-55这个产品将含有磺酸离子基团的二元醇或二元酸加入聚酯合成反应中制得了含有磺酸离子的聚酯多元醇可以用于高性能水基聚氨酯的制备。陈红在Journal of Applied Polymer Science(76∶2049-2056)发表的文章中以低聚合度的聚己内酯和二羟基丙甲酸为原料制备了离子化的聚酯多元醇可以用于聚氨酯离聚物的合成。但是，他们的这种单纯在聚酯多元醇分子链上接枝离子基团的方法不仅无法克服聚酯多元醇耐水解性及耐低温性差的缺点，而且制造成本高工艺复杂。
发明内容：
本发明的目的是提供一种操作方便的制备离子化聚酯多元醇的方法。
本发明的制备方法包括如下步骤：
将小分子聚酯多元醇、酯类有机磺酸盐、催化剂和助剂按一定比例置入反应釜中，以5～30℃/min的速度缓慢升温到100～300℃，然后抽真空，继续聚合2～50小时；
其中各原料组成为：
小分子聚酯多元醇与酯类有机磺酸盐的摩尔比为小分子聚酯多元醇∶酯类有机磺酸盐＝1∶1～20∶1，
催化剂用量是小分子聚酯多元醇、酯类有机磺酸盐、助剂重量之和的0.01～0.3％。
助剂用量是小分子聚酯多元醇、酯类有机磺酸盐重量之和的0.3～30％。
如上所述的催化剂是钛酸类金属有机化合物的一种，具体的说是钛酸甲酯、钛酸乙酯、钛酸丙酯和钛酸正丁酯中的一种。
如上所述的小分子聚酯多元醇可以是聚己二酸丁二醇酯多元醇、聚己二酸乙二醇酯多元醇、聚己二酸己二醇酯多元醇、聚己二酸新戊二醇酯多元醇、聚己内酯多元醇其中的一种或它们的混合物。
如上所述的酯类有机磺酸盐可以为间苯二甲酸二甲酯-5磺酸钠、间苯二甲酸二乙二醇酯-5磺酸钠中的一种或其混合物。
如上所述的助剂是一种小分子的聚醚和一种碱金属无机盐的混合物，其中碱金属与小分子聚醚的质量比＝1∶0～30。
如上所述的小分子聚醚的分子量在400～1000之间，可以是聚乙二醇、聚丙二醇或聚四氢呋喃二醇。
如上所述的碱金属无机盐是NaCl、KCl、NaAc、Kac、NaNO3、KNO3、NaSO4或KSO4。
用本发明方法合成的每分子离子化的聚酯多元醇包含的离子基团的百分含量可以通过电感耦合等离子体光谱仪测定，其钠离子的百分含量可以在0.1％～2％之间。
本发明采用色谱法分析馏出物中甲醇或乙二醇的含量来确定反应的转化率。本发明的转化率大于95％。
本发明采用的聚合工艺简便，转化率高，重复性好，成本低，而且聚酯多元醇分子量和离子基团的百分含量可以调节，可以满足各种不同的使用要求，包括水基聚氨酯的制备等，是一种实用性很强的新方法。
具体实施方式：
实施例1
在干燥的1升反应釜中分别加入120g聚己二酸丁二醇酯多元醇(羟值185)、19g间苯二甲酸二乙二醇酯-5磺酸钠、27g分子量为400的聚乙二醇、1gNaAc和0.2g钛酸正丁酯为催化剂，开动电磁搅拌，并通冷凝水以收集馏出物，以5℃/min的速度缓慢升温到200℃，然后抽真空，继续聚合10小时。冷却反应釜，分别收集馏出物和产品，制得羟值为89.3的离子化聚酯多元醇。
实施例2：
在干燥的1升反应釜中分别加入135g聚己二酸丁二醇酯多元醇(羟值185)、16g间苯二甲酸二甲醇酯-5磺酸钠、1gNaAc和0.3g钛酸正丁酯为催化剂，开动电磁搅拌，并通冷凝水以收集馏出物，以5℃/min的速度缓慢升温到220℃，然后抽真空，继续聚合5小时。冷却反应釜，分别收集馏出物和产品，制得羟值为99.2的离子化聚酯多元醇。
实施例3：
在干燥的1升反应釜中分别加入75g聚己二酸丁二醇酯多元醇(羟值185)、75.6g聚己二酸新戊二醇酯(羟值148)、16g间苯二甲酸二甲醇酯-5磺酸钠、1gNaAc和0.3g钛酸正丁酯为催化剂，开动电磁搅拌，并通冷凝水以收集馏出物，以10℃/min的速度缓慢升温到220℃，然后抽真空，继续聚合5小时。冷却反应釜，分别收集馏出物和产品，制得羟值为75.8的离子化聚酯多元醇。
实施例4：
在干燥的1升反应釜中分别加入170g聚己二酸新戊二醇酯(羟值148)、19g间苯二甲酸二乙二醇酯-5磺酸钠、27g分子量为400的聚丙二醇、1gNaAc和0.2g钛酸正丁酯为催化剂，开动电磁搅拌，并通冷凝水以收集馏出物，以5℃/min的速度缓慢升温到200℃，然后抽真空，继续聚合10小时。冷却反应釜，分别收集馏出物和产品，制得羟值为65.3的离子化聚酯多元醇。
实施例5：
在干燥的1升反应釜中分别加入240g聚己二酸丁二醇酯多元醇(羟值185)、16g间苯二甲酸二甲醇酯-5磺酸钠、2gNaAc和0.3g钛酸正丁酯为催化剂，开动电磁搅拌，并通冷凝水以收集馏出物，以5℃/min的速度缓慢升温到190℃，然后抽真空，继续聚合2小时。冷却反应釜，分别收集馏出物和产品，制得羟值为110.6的离子化聚酯多元醇。
Claims (9)
1.一种离子化聚酯多元醇的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
将小分子聚酯多元醇、酯类有机磺酸盐、催化剂和助剂按一定比例置入反应釜中，以5～30℃/min的速度缓慢升温到100～300℃，然后抽真空，继续聚合2～50小时；
其中各原料组成为：
小分子聚酯多元醇与酯类有机磺酸盐的摩尔比为小分子聚酯多元醇∶酯类有机磺酸盐＝1∶1～20∶1，
催化剂用量是小分子聚酯多元醇、酯类有机磺酸盐、助剂重量之和的0.01～0.3％。
助剂用量是小分子聚酯多元醇、酯类有机磺酸盐重量之和的0.3～30％。
2.如权利要求1所述的一种离子化聚酯多元醇的制备方法，其特征在于所述的催化剂是钛酸类金属有机化合物。
3.如权利要求1所述的一种离子化聚酯多元醇的制备方法，其特征在于所述的钛酸类金属有机化合物是钛酸甲酯、钛酸乙酯、钛酸丙酯和钛酸正丁酯中的一种。
4.如权利要求1所述的一种离子化聚酯多元醇的制备方法，其特征在于所述的小分子聚酯多元醇是聚己二酸丁二醇酯多元醇、聚己二酸乙二醇酯多元醇、聚己二酸己二醇酯多元醇、聚己二酸新戊二醇酯多元醇、聚己内酯多元醇其中的一种或它们的混合物。
5.如权利要求1所述的一种离子化聚酯多元醇的制备方法，其特征在于所述的酯类有机磺酸盐为间苯二甲酸二甲酯-5磺酸钠、间苯二甲酸二乙二醇酯-5磺酸钠中的一种或其混合物。
6.如权利要求1所述的一种离子化聚酯多元醇的制备方法，其特征在于所述的助剂是一种小分子的聚醚和一种碱金属无机盐的混合物，其中碱金属与小分子聚醚的质量比＝1∶0～30。
7.如权利要求6所述的一种离子化聚酯多元醇的制备方法，其特征在于所述的小分子聚醚的分子量在400～1000之间。
8.如权利要求7所述的一种离子化聚酯多元醇的制备方法，其特征在于所述的小分子聚醚的是聚乙二醇、聚丙二醇或聚四氢呋喃二醇。
9.如权利要求6所述的一种离子化聚酯多元醇的制备方法，其特征在于所述的碱金属无机盐是NaCl、KCl、NaAc、Kac、NaNO3、KNO3、NaSO4或KSO4。
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|---|---|---|---|---|
| CN1295265C (zh) * | 2004-12-24 | 2007-01-17 | 中国科学院广州化学研究所 | 一种水可分散的磺化聚酯多元醇及其制备方法 |
| CN100491441C (zh) * | 2006-11-10 | 2009-05-27 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种制备脂肪族低聚碳酸酯多元醇的方法 |
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- 2003-04-30 CN CN 03122339 patent/CN1451676A/zh active Pending
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| CN102250576B (zh) * | 2011-06-09 | 2013-12-04 | 苏州瀚海化学有限公司 | 水性共聚多酯热熔型粘合剂及其制备方法 |
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