本发明涉及一种高伯羟基聚醚多元醇的制备方法,属于聚醚多元醇的制备技术领域。
背景技术:
随着市场的发展,对高分子量聚醚多元醇的活性、机械性能有了更高的要求,而使用碱性催化剂不易制备高分子量的聚醚多元醇。
高伯羟基聚醚多元醇近几年才开始使用。多元醇在一定温度压力下,与po、eo反应,常用的催化剂是碱金属或其氧化物或氢氧化物;也可以用dmc催化po段,然后koh催化eo段。但是在制备过程中,需要进行繁琐的后处理过程,而且,生产周期较长,生产成本较高。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种高伯羟基聚醚多元醇的制备方法,其科学合理,简单易行,制得的产品活性高,脱模时间短,物理性能优异。
本发明所述的高伯羟基聚醚多元醇的制备方法,是以小分子量聚醚为起始剂,在dmc催化剂条件下,将环氧丙烷与多元醇混合投入,连续化生产聚醚中间体,然后对所得的聚醚中间体用环氧乙烷封端,得到所述的高伯羟基聚醚多元醇。
所述小分子量聚醚为分子量400-600的聚醚多元醇。
所述多元醇为正丁醇、丙二醇、二丙二醇、甘油或乙二醇中的一种或多种。
制得的聚醚中间体的分子量为2000-5000。
所述dmc催化剂的用量为30ppm。
所述连续化生产聚醚中间体时的反应温度为110-135℃、反应压力为0.2-0.3mpa、反应时间为6-9h。
所得的高伯羟基聚醚多元醇的官能度为2.0-3.0,分子量为8000-11000。
所述的高伯羟基聚醚多元醇的制备方法,包括以下步骤:
(1)以小分子量聚醚为起始剂,在dmc催化剂条件下,与环氧丙烷开环聚合,得到聚醚中间体a;
(2)以步骤(1)制得的一部分聚醚中间体a为起始剂,加入环氧丙烷与多元醇的混合物,反应制得聚醚中间体a;
(3)重复步骤(2),制得聚醚中间体a,以此类推,进行连续化生产聚醚中间体;
(4)向步骤(1)制得的另一部分聚醚中间体a中,加入环氧乙烷进行封端,得到所述的高伯羟基聚醚多元醇。
上述反应中,需要与dmc催化剂一起加入一定浓度的磷酸溶液,为聚合反应提供一个酸性环境,防止dmc催化剂在碱性条件下会失活。
上述反应连续化生产得到的都是一种聚醚中间体,不同之处在于只是分子量不同也可以分别叫做聚醚中间体a1,b1,c1。
上述所有聚醚中间体经过步骤(4)eo封端,均可以得到最终产物,只是为了缩短周期,一部分作为起始剂(即底料)。
本发明具有以下有益效果:
(1)本发明科学合理,简单易行;
(2)本发明所述的工艺只使用dmc作为催化剂,不需要进行后处理,省去了中和、干燥、过滤等精制过程,可连续化生产,明显缩短生产周期,达到降低成本的效果;
(3)本发明使聚醚产品具有高分子量的同时,还具有高的伯羟基含量,产品活性高,脱模时间短,物理性能优异;
(4)以本发明制备的高伯羟基聚醚多元醇为原料,制得的高回弹模塑泡沫制品,适用于各种汽车内饰材料的制备,为用户使用pu大块高回弹泡沫提供了新的选择途径。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明,但其并不限制本发明的实施。
实施例1
①配制po-x:
(质量比)甘油:环氧丙烷=1:31.78。
②连续化制备分子量3000的聚醚中间体:
将400g聚氧化丙烯丙三醇醚(分子量500)、0.072gdmc催化剂、0.03g磷酸溶液(浓度40%)投入5l的1#反应釜中,氮气置换10次,升温至110℃时真空脱水1h,抽真空-0.09mpa,开鼓泡。关鼓泡、关真空,逐渐升温至130℃时,用50g环氧丙烷进行引发,用1951g环氧丙烷进行反应,反应压力0.20mpa,反应时间5h。反应完后熟化1h,开真空、开鼓泡脱单体1h,制得2400g聚醚中间体a1。
开底阀将1200g中间体a1排入5l的2#釜中进行eo(环氧乙烷)封端,1#釜仍留有1200g中间体a1,进料1200gpo-x,反应完熟化1h,脱单体1h,制得第2批聚醚中间体a1;重复以上步骤,进料1200gpo-x制得第3批聚醚中间体a1;以此类推,1#釜进行连续化生产,并排一半料进入2#釜。
③eo(环氧乙烷)封端:
向2#釜1200g中间体a1,进料1989g环氧乙烷,反应4h,熟化1h,脱单体1h得到最终产品。
产品指标:官能度3.0,分子量8000,不饱和值0.0078mol/mg,伯羟基含量83.0%。
实施例2
①配制po-y:
(质量比)二丙二醇:环氧丙烷=1:14。
②连续化制备分子量2000的聚醚中间体:
将400g聚氧化丙烯二丙二醇醚(分子量400)、0.06gdmc催化剂、0.03g磷酸溶液(浓度40%)投入5l的1#反应釜中,氮气置换10次,升温至115℃时真空脱水1h,抽真空-0.09mpa,开鼓泡。关鼓泡、关真空,逐渐升温至135℃时,用50g环氧丙烷进行引发,用1550g环氧丙烷进行反应,反应压力0.25mpa,反应时间4h。反应完后熟化1h,开真空、开鼓泡脱单体1h,制得2000g聚醚中间体b1。
开底阀将1000g中间体b1排入5l的2#釜中进行eo(环氧乙烷)封端,1#釜仍留有1000g中间体b1,进料1000gpo-y,反应完熟化1h,脱单体1h,制得第2批聚醚中间体b1;重复以上步骤,进料1000gpo-y制得第3批聚醚中间体b1;以此类推,1#釜进行连续化生产,并排一半料进入2#釜。
③eo(环氧乙烷)封端:
向2#釜1000g中间体b1,进料3464g环氧乙烷,反应9h,熟化1h,脱单体1h,得到最终产品。
产品指标:官能度2.0,分子量9000,不饱和值0.0076mol/mg,伯羟基含量84.5%。
实施例3
①配制po-z:
(质量比)乙二醇:环氧丙烷=1:79.8。
②连续化制备分子量5000的聚醚中间体:
将240g聚氧化丙烯乙二醇醚(分子量600)、0.061gdmc催化剂、0.03g磷酸溶液(浓度40%)投入5l的1#反应釜中,氮气置换10次,升温至120℃时真空脱水1h,抽真空-0.09mpa,开鼓泡。关鼓泡、关真空,逐渐升温至135℃时,用50g环氧丙烷进行引发,用1710g环氧丙烷进行反应,反应压力0.30mpa,反应时间4h。反应完后熟化1h,开真空、开鼓泡脱单体1h,制得2000g聚醚中间体c1。
开底阀将1000g中间体c1排入5l的2#釜中进行eo(环氧乙烷)封端,1#釜仍留有1000g中间体c1,进料1000gpo-z,反应完熟化1h,脱单体1h,制得第2批聚醚中间体c1;重复以上步骤,进料1000gpo-z制得第3批聚醚中间体c1;以此类推,1#釜进行连续化生产。
③eo(环氧乙烷)封端:
向2#釜1000g中间体c1,进料1196g环氧乙烷,反应4h,熟化1h,脱单体1h,得到最终产品。
产品指标:官能度2.0,分子量11000,不饱和值0.0074mol/mg,伯羟基含量82.1%。