技術領域
[0001] 本發明屬于化學合成領域,具體涉及一種新型聚醚多元醇的合成方法。 背景技術
[0002] 聚醚多元醇是用于生產硬質聚氨酯泡沫塑料的主要原料,其制備方法是在一定壓力、溫度及催化劑作用下,由具有活潑氫的起始劑與環氧化物聚合制得。常用的起始劑有丙三醇,丙二醇,季戊四醇,三羥甲基乙烷,山梨醇,甘露醇,蔗糖以及胺類化合物,如乙二胺等;環氧化物通常為環氧丙烷。例如生產的蔗糖聚醚多元醇所用起始劑為丙三醇與蔗糖、三乙醇胺、乙二胺、甲苯二胺與蔗糖、二乙醇胺和蔗糖等混合起始劑;現生產山梨醇聚醚多元醇所用起始劑有丙三醇與山梨醇、三乙醇胺和山梨醇、乙二胺和山梨醇、蔗糖和山梨醇等混合起始劑。傳統的聚醚多元醇合成工藝使用KOH為催化劑,需要脫除鉀離子的后處理過程, 生產周期長,成本較高,部分合成工藝以二甲胺為催化劑,雖不需要脫除鉀離子的后處理過程,但因二甲胺在聚合反應后期逐漸失活,只適用于合成具有較低分子量、較高羥值的聚醚多元醇。且普通聚醚多元醇與烴類發泡劑,如正戊烷、環戊烷、異戊烷及它們的混合物的互溶性差,使用時易出現分層現象,嚴重影響生產的聚氨酯泡沫塑料的性能。
發明內容
[0003] 本發明的目的是提供一種新型聚醚多元醇的合成方法,能夠不需要后處理過程, 且與烴類發泡劑互溶性好。解決任務的關鍵在于:一是尋找合適的催化劑體系,采用不同胺類催化劑的復合搭配,解決反應后期催化劑失活的難題,同時合成工藝中省去脫除鉀離子的后處理過程,提高生產效率,制備出具有較高分子量、較低羥值的聚醚多元醇;二是起始劑中加入合適的植物油,合成出具有較低粘度的,與各種發泡劑,包括烴類與鹵代烴類互溶性良好的聚醚多元醇。
[0004] 本發明所述的一種新型聚醚多元醇的合成方法,包括以下兩個方面:
[0005] (1)聚醚合成工藝采用三甲胺/ 二甲基乙醇胺的復合催化體系,產物無需后處理過程,直接過濾放料,可合成具有較高分子量及較低羥值的聚醚多元醇;
[0006] (¾起始劑采用蔗糖、季戊四醇、三羥甲基丙烷及植物油的復合起始劑體系。
[0007] 其中,本發明所使用的復合催化體系為三甲胺與二甲基乙醇胺的混合體系,單獨使用三甲胺為催化劑時,前期反應活性較高,聚合速率快,但反應后期催化劑會逐漸失活; 單獨使用二甲基乙醇胺為催化劑時,整體反應活性平穩,較三甲胺體系偏慢,但反應后期催化活性降低不明顯。所以本發明采用兩催化劑按一定比例混合,三甲胺:二甲基乙醇胺質量比優選為7 : 3,既保證了較高的催化活性,使生產周期不致于過長,此復合催化體系在反應后期仍具有一定的催化活性,同時合成工藝中省去脫除鉀離子的后處理過程,提高生產效率,能夠合成出具有較高分子量、較低羥值的聚醚多元醇。復合催化體系用量優選為聚醚合成反應中反應物總質量的0. 6?1. 3%。
[0008] 復合起始劑體系中各組分的質量比優選為蔗糖:季戊四醇:三羥甲基丙烷:植物油=342 : 68. 1 : 134 : 137.2。復合起始劑體系中加入合適的植物油,合成出具有較低粘度的,與各種發泡劑,包括烴類與鹵代烴類互溶性良好的聚醚多元醇。復合起始劑體系與環氧化物的質量比為681. 3 : 1321。
[0009] 植物油優選為棕櫚油與大豆油的混合體系,兩者的質量比為棕櫚油:大豆油= 60 : 40。
[0010] 本發明的聚合反應溫度范圍為75°C?150°C,最佳反應溫度范圍為105°C? 115°C,反應溫度低于65°C時,會加長反應時間,若反應溫度高于130°C時,能夠加快反應速度,但合成聚醚顏色加深。
[0011] 本發明的優點在于聚醚多元醇合成工藝采用胺類復合催化體系,具有較高的反應活性,生產周期短,無需后處理過程,生產成本低于KOH工藝,每噸可降低成本1500元左右, 同時復合催化體系克服了單純胺類催化劑反應后期失活的問題,能夠合成出具有較高分子量、較低羥值的聚醚多元醇;同普通硬泡用聚醚多元醇相比,本發明合成的聚醚多元醇同烴類發泡劑,如正戊烷、環戊烷、異戊烷及它們的混合物的互溶性良好,所配組合料可實現低溫透明,能夠滿足客戶長期存儲的要求。
具體實施方式
[0012] 以下結合實施例對本發明做進一步說明。
[0013] 實施例1 :
[0014] 在裝配有攪拌器、計量器、加熱溫控裝置、冷卻裝置(包括外夾套與內蛇管)和壓力傳感器的5L高壓釜內,加入蔗糖342g、季戊四醇68. lg、三羥甲基丙烷134g、植物油 137. 2g,復合催化劑三甲胺/ 二甲基乙醇胺19. 6g(三甲胺與二甲基乙醇胺的質量比為 7 : 3),氮氣置換4次,加入118g環氧丙烷后加熱升溫攪拌,在80?85°C,壓力0.1? 0. 4MPa條件下反應2小時。之后升溫至110?120°C,壓力控制在0. 1?0. 6MPa,將剩余 1203g環氧丙烷分成10批陸續加入,之后補充反應1. 5h至反應完全。之后降溫至80? 95°C真空脫水Ih后過濾放料。
[0015] 所合成聚醚具有下列性質:
[0016]羥基數:385mgK0H/g
[0017] 25 °C 的粘度:53OOmPas
[0018] 與異戊烷互溶性:組合料透明(10°C )
[0019] 對比例1 :
[0020] 在裝配有攪拌器、計量器、加熱溫控裝置、冷卻裝置(包括外夾套與內蛇管)和壓力傳感器的5L高壓釜內,加入蔗糖342g、季戊四醇68. lg、三羥甲基丙烷134g、植物油 137. 2g,三甲胺19. 6g,氮氣置換5次,加入118g環氧丙烷后加熱升溫攪拌,在80?85°C,壓力0. 1?0. 4MPa條件下反應2小時。之后升溫至110?120°C,壓力控制在0. 1?0. 6MPa, 將剩余1203g環氧丙烷分成10批陸續加入,之后補充反應1. 5h至反應完全。之后降溫至 80?95°C真空脫水Ih后過濾放料。
[0021] 所合成聚醚具有下列性質:
[0022]羥基數:425mgK0H/g
[0023] 25 °C 的粘度=M5OmPas
4[0024] 與異戊烷互溶性:組合料透明(10°C )
[0025] 對比例2:
[0026] 在裝配有攪拌器、計量器、加熱溫控裝置、冷卻裝置(包括外夾套與內蛇管)和壓力傳感器的5L高壓釜內,加入蔗糖342g、季戊四醇68. lg、三羥甲基丙烷134g、催化劑三甲胺19. 6g,氮氣置換4次,加入118g環氧丙烷后加熱升溫攪拌,在80?85°C,壓力0. 1? 0. 4MPa條件下反應2小時。之后升溫至110?120°C,壓力控制在0. 1?0. 6MPa,將剩余 1203g環氧丙烷分成8批陸續加入,之后補充反應1. 5h至反應完全。之后降溫至80?95°C 真空脫水Ih后過濾放料。
[0027] 所合成聚醚具有下列性質:
[0028]羥基數:430mgK0H/g
[0029] 25°C 的粘度:7000mPas
[0030] 與異戊烷互溶性:組合料渾濁(10°C )。