CN1696168A - 非氟里昂发泡体系聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法 - Google Patents

非氟里昂发泡体系聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于化工技术领域，涉及一种全水发泡聚醚多元醇的制备方法，特别涉及一种非氟里昂发泡体系聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法。其特征在于：是以糖醇、含氮化合物、二元醇为复合起始剂，以碱金属氢氧化合物为催化剂，加入氧化烯烃进行阴离子配为聚合反应，反应温度为95－120℃，反应压力为－0.096MPa～0.5MPa，再经中和、精制、过滤，制成非氟里昂发泡体系最适合全水发泡体系的聚氨酯硬泡用聚醚多元醇。本发明将环氧乙烷引进聚醚多元醇分子结构中，使聚醚多元醇产品粘度降低、活性增高、聚醚多元醇产品与水的互溶性增强，本发明生产工艺简单、技术含量高，是非氟里昂发泡体系理想的聚醚多元醇产品。

Description

非氟里昂发泡体系聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法
技术领域
本发明属于化工技术领域，涉及一种全水发泡聚醚多元醇的制备方法，特别涉及一种非氟里昂发泡体系聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法。
背景技术
硬质聚氨酯发泡塑料具有绝热效果好、比强度大、电学性能、耐化学性能及隔音效果优越等特点，广泛用作绝热保温材料、结构材料以及合成木材等等，这些特点致使聚氨酯硬质泡沫塑料成为现代工业发展最快的品种之一。目前，聚氨酯硬泡作为绝热材料和结构材料，现已渗透到建筑、石油化工、冷冻冷藏、造船、车辆、航空、机械、仪表等许多领域。随着聚氨酯工业的迅速发展，氟里昂(CFC类)发泡剂对大气臭氧层的破坏作用已引起了各国政府和有关部门的高度重视，为保护人类赖以生存的环境，科学家们开发了一系列替代氟里昂的发泡技术，有如下几个方面：
1、第一类替代品为氢化氯氟烷烃(HCFC)，如二氯三氟乙烷(HCFC-123)和一氟三氯乙烷(HCFC-141b)，这两种化合物分子中均有氢原子，进入大气后能在较低区域分解，对臭氧消耗能力为一氟三氯甲烷的3-10％，但由于这类发泡剂成本贵，在配方设计中采用“半氟”技术，以降低用量。氢化氯氟烷烃(HCFC)对某些ABS和高抗冲聚苯乙烯具有溶解性，这给一些领域的应用带来了不便。
2、第二类替代品为环戊烷类(HC)，其发泡体系具有较低导热系数和抗老化性能，但是它是一种易燃易爆物品，不仅在使用中要非常注意安全，而且对整个发泡现场的设备要进行改造，以确保安全生产。
3、第三类替代品为二氧化碳(CO2)发泡体系，二氧化碳的优点是经济易得，且二氧化碳的ODP为0，几乎无温室效应，但存在导热系数高、脱模时间较长和不能另人满意的长期尺寸稳定性，还容易引起泡沫体收缩的缺点。
4、第四类替代品为全水发泡体系，水作为发泡剂在发泡中与异氰酸酯反应首先生成二氧化碳，二氧化碳起到发泡剂的作用，水作为最廉价的原料，被用到发泡体系中，其反应生成的二氧化碳不但无毒无害，而且二氧化碳的ODP为0，其对发泡体系中聚醚多元醇的要求是粘度低、有很好的相溶性，所以对聚醚多元醇的结构有特殊的要求。上述几类替代氟里昂发泡体系中最有发展前景的是全水发泡体系，所以开发全水发泡体系中使用的聚醚多元醇是非常重要的。
发明内容
本发明克服了上述存在的缺陷，目的是为提供一种具有粘度低、工艺简单、使用性能好的非氟里昂发泡体系聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法。
本发明非氟里昂发泡体系聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法内容简述：
本发明非氟里昂发泡体系聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：是以糖醇、含氮化合物、二元醇为复合起始剂，以碱金属氢氧化合物为催化剂，加入氧化烯烃进行阴离子配为聚合反应，反应温度为95～120℃，反应压力为-0.096 MPa～0.5MPa，再经中和、精制、过滤，制成非氟里昂发泡体系最适合全水发泡体系的聚氨酯硬泡用聚醚多元醇；
制备非氟里昂发泡体系聚氨酯硬泡用聚醚多元醇包括下列步骤：
1、制备粗聚醚多元醇
按重量计，向聚合釜中加入浓度为48％的碱金属氢氧化物0.2～0.6份，糖醇12～25份、含氮化合物7.5～9.5份、二元醇3～10份，搅拌升温到95％后，连续加入环氧化合物55～70份，然后在115℃熟化约1～2小时至压力不变，在-0.092MPa，温度为115℃条件下脱气1小时，氮气破真空，再连续加入环氧化合物10～25份，熟化至压力不变，脱气，制得粗聚醚多元醇；
2、制备精聚醚多元醇
按重量计，向中和釜中加入粗聚醚多元醇100份，升温至80～110℃，加入去离子水0.4～0.5份，中和酸0.12～0.20份，焦磷酸盐0.00～0.14份，100～110℃下搅拌0.5小时，110～120℃下搅拌1小时，脱水后，加入精制剂0.00～0.25份，在110～120℃下搅拌0.5小时，再加入抗氧剂0.00～0.15份，降温至80℃过滤，制成非氟里昂发泡体系聚氨酯硬泡用聚醚多元醇。
上述的碱金属氢氧化物包括：氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂；糖醇包括：蔗糖、山梨醇糖、甘露醇糖、葡萄糖；含氮化合物包括：一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺；二元醇包括：水、二甘醇、丙二醇、二丙二醇；环氧化合物包括：环氧丙烷、环氧乙烷；中和酸包括：磷酸、草酸、乙酸；焦磷酸盐包括：焦磷酸氢钠、焦磷酸氢钙；精制剂包括：硅藻土、活性白土、六硅酸镁；抗氧剂包括：2、6-二叔丁基对甲酚。
本发明将环氧乙烷引进聚醚多元醇分子结构中，使聚醚多元醇产品粘度降低、活性增高、聚醚多元醇产品与水的互溶性增强，本发明生产工艺简单、技术含量高，是非氟里昂发泡体系理想的聚醚多元醇产品。
具体实施方式
实施例一
本发明非氟里昂发泡体系聚氨酯硬泡用聚醚多元醇是这样实现的，向5L反应釜中投入浓度为48％的氢氧化钾8.5g，蔗糖585g，二乙醇胺355g，去离子水146g，搅拌升温到95％后，连续加入环氧丙烷2520g，然后在115℃条件下熟化约1～2小时至压力不变，在-0.092MPa，温度为115℃条件下脱气1小时，氮气破真空，再连续加入环氧乙烷388g，熟化至压力不变，脱气，制得粗聚醚多元醇；
将粗聚醚多元醇降温至100℃，加入去离子水18g，浓度为85％的磷酸5.6g，焦磷酸氢钠48g，在温度105℃下搅拌0.5小时，115℃下搅拌1小时，在-0.092MPa，温度为115℃条件下脱水1.5小时，破真空，加入六硅酸镁0.8g，在温度110℃下搅拌0.5小时，再加入抗氧剂2、6-二叔丁基对甲酚4g，搅拌0.5小时，降温至80℃，进行过滤，制成非氟里昂体系的硬质聚醚多元醇。
实施例二
向5L反应釜中投入浓度为48％的氢氧化钾19g，蔗糖600g，山梨醇200g，二甘醇400g，搅拌升温，真空脱水，水份＜1％后，连续加入环氧丙烷2400g，然后在115℃条件下熟化约1～2小时至压力不变，在-0.092Mpa，温度为115℃条件下脱气1小时，氮气破真空，再连续加入环氧乙烷400g，熟化至压力不变，脱气，制得粗聚醚多元醇；
将粗聚醚多元醇降温至100℃，加入浓度为85％的磷酸6.5g，在温度105℃下搅拌0.5小时，115℃下搅拌1小时，加入六硅酸镁0.8g，在温度110℃下搅拌0.5小时，降温至80℃，进行过滤，制成非氟里昂体系的硬质聚醚多元醇。

Claims (4)

1、一种非氟里昂发泡体系聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：是以糖醇、含氮化合物、二元醇为复合起始剂，以碱金属氢氧化合物为催化剂，加入氧化烯烃进行阴离子配为聚合反应，反应温度为95～120℃，反应压力为-0.096MPa～0.5MPa，再经中和、精制、过滤，制成非氟里昂发泡体系最适合全水发泡体系的聚氨酯硬泡用聚醚多元醇；
制备非氟里昂发泡体系聚氨酯硬泡用聚醚多元醇包括下列步骤：
(1)、制备粗聚醚多元醇
按重量计，向聚合釜中加入浓度为48％的碱金属氢氧化物0.2～0.6份，糖醇12～25份、含氮化合物7.5～9.5份、二元醇3～10份，搅拌升温到95％后，连续加入环氧化合物55～70份，然后在115℃熟化约1～2小时至压力不变，在-0.092MPa，温度为115℃条件下脱气1小时，氮气破真空，再连续加入环氧化合物10～25份，熟化至压力不变，脱气，制得粗聚醚多元醇；
(2)、制备精聚醚多元醇
按重量计，向中和釜中加入粗聚醚多元醇100份，升温至80～110℃，加入去离子水0.4～0.5份，中和酸0.12～0.20份，焦磷酸盐0.00～0.14份，100～110℃下搅拌0.5小时，110～120℃下搅拌1小时，脱水后，加入精制剂0.00～0.25份，在110～120℃下搅拌0.5小时，再加入抗氧剂0.00～0.15份，降温至80℃过滤，制成非氟里昂发泡体系聚氨酯硬泡用聚醚多元醇。
2、根据权利要求1所述的非氟里昂发泡体系聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：所说的碱金属氢氧化物包括：氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂；糖醇包括：蔗糖、山梨醇糖、甘露醇糖、葡萄糖；含氮化合物包括：一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺；二元醇包括：水、二甘醇、丙二醇、二丙二醇；环氧化合物包括：环氧丙烷、环氧乙烷；中和酸包括：磷酸、草酸、乙酸；焦磷酸盐包括：焦磷酸氢钠、焦磷酸氢钙；精制剂包括：硅藻土、活性白土、六硅酸镁；抗氧剂包括：2、6-二叔丁基对甲酚。
3、根据权利要求1所述的非氟里昂发泡体系聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：向5L反应釜中投入浓度为48％的氢氧化钾8.5g，蔗糖585g，二乙醇胺355g，去离子水146g，搅拌升温到95％后，连续加入环氧丙烷2520g，然后在115℃条件下熟化约1～2小时至压力不变，在-0.092Mpa，温度为115℃条件下脱气1小时，氮气破真空，再连续加入环氧乙烷388g，熟化至压力不变，脱气，制得粗聚醚多元醇；
将粗聚醚多元醇降温至100℃，加入去离子水18g，浓度为85％的磷酸5.6g，焦磷酸氢钠48g，在温度105℃下搅拌0.5小时，115℃下搅拌1小时，在-0.092MPa，温度为115℃条件下脱水1.5小时，破真空，加入六硅酸镁0.8g，在温度110℃下搅拌0.5小时，再加入抗氧剂2、6-二叔丁基对甲酚4g，搅拌0.5小时，降温至80℃，进行过滤，制成非氟里昂体系的硬质聚醚多元醇。
4、根据权利要求1所述的非氟里昂发泡体系聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：向5L反应釜中投入浓度为48％的氢氧化钾19g，蔗糖600g，山梨醇200g，二甘醇400g，搅拌升温真空脱水，水份＜1％后，连续加入环氧丙烷2400g，然后在115℃条件下熟化约1～2小时至压力不变，在-0.092MPa，温度为115℃条件下脱气1小时，氮气破真空，再连续加入环氧乙烷400g，熟化至压力不变，脱气，制得粗聚醚多元醇；
将粗聚醚多元醇降温至100℃，加入浓度为85％的磷酸6.5g，在温度105℃下搅拌0.5小时，115℃下搅拌1小时，加入六硅酸镁0.8g，在温度110℃下搅拌0.5小时，降温至80℃，进行过滤，制成非氟里昂体系的硬质聚醚多元醇。
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