一种低粘度聚合物多元醇及其制备方法与流程

文档序号:36724276发布日期:2024-01-16 12:29阅读:30来源:国知局

本技术涉及聚合物多元醇的制备领域,更具体地说,它涉及一种低粘度聚合物多元醇及其制备方法。


背景技术:

1、聚合物多元醇,又名乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇,不仅能使制备的聚氨酯泡沫具有较高的承载能力和良好的回弹性能,而且能够使泡沫的泡孔结构、物理机械性能得到改进。

2、聚合物多元醇制备过程中,一般分为间歇工艺和连续工艺,但是间歇工艺不利于生产低粘度、高固含量的产品,粘度增加影响产品的输送和使用。连续法工艺适合大规模聚合物多元醇的生产,产品质量稳定,而且在相同固含量下比间歇工艺制得的产品粘度低。

3、但是在制备过程中,无论是间歇工艺还是连续工艺,均采用直接将原料进料到反应器中进行聚合,容易使原料在反应过程中混合不均匀,而原料混合不均匀会影响产品质量的稳定性。

4、现有技术中,公开号为cn104045773a的中国专利申请文件公开了一种聚合物多元醇的制备方法,包括步骤:在第一混配釜中,将基础聚醚多元醇、乙烯基单体、大分子单体、自由基引发剂和链转移剂,在低于反应温度的温度下进行混配,形成原料流;将原料流送入第二混配釜,进行进一步混合和存储;和将原料流滴加到反应器中,从而反应形成聚合物多元醇;由此可知,为了使原料混合均匀,现有技术采用前期预反应使原料均匀混合、而后再进行聚合反应生成聚合物多元醇;但是前期预反应混合的操作,会增加工艺时间,影响企业的生产效率。

5、因此,如何制备一种低粘度、产品性质稳定、生产效率高的聚合物多元醇,是一个有待解决的问题。


技术实现思路

1、为了制备一种低粘度、产品性质稳定、生产效率高的聚合物多元醇,本技术提供一种低粘度聚合物多元醇及其制备方法。

2、第一方面,本技术提供一种低粘度聚合物多元醇,采用如下的技术方案:

3、一种低粘度聚合物多元醇,包含以下重量份的原料:聚醚多元醇45-55份、乙烯基单体30-50份、引发剂0.1-0.3份、链转移剂5-15份、复合分散剂2-5份;复合分散剂由质量比为1:0.2-0.5:0.1-0.3的环氧丙烷、环己二羧酸和包膜碳酸氢铵组成。

4、通过采用上述技术方案,聚醚多元醇与乙烯基单体反应,制备聚合物多元醇,利用复合分散剂、链转移剂,控制聚合物粒子的形状、体积和表面粗糙度,尽量避免聚合物颗粒之间粘附、聚集、沉降,而影响聚合物多元醇的粘度,保证聚合物颗粒表面光滑、近乎圆形,从而使聚合物多元醇具有低粘度的优点。

5、环氧丙烷、环己二羧酸、包膜碳酸氢铵相配合,利用环氧丙烷和环己二羧酸的分散作用,便于与乙烯基单体和聚醚多元醇接触,并且环己二羧酸中羧基与聚醚多元醇中羟基具有较好的亲和力,使分散剂分子的多元醇部分溶在聚醚多元醇连续相中,在聚合物颗粒表面形成屏障,阻止聚合物颗粒之间相互粘附、聚集、沉降;同时配合包膜碳酸氢铵,在升温反应的过程中,碳酸氢铵受热分解,产生的气体在反应液中流通、传递,从而促进反应液中各物质的均匀混合,使原料在反应过程中能够均匀接触保证成品质量的同时提高反应效率;并且升温也能够降低体系粘度,从而使聚合物多元醇具有低粘度、产品性质稳定、生产效率高的优点。

6、优选的,所述包膜碳酸氢铵是由聚乙二醇包膜碳酸氢铵微粒制得。

7、通过采用上述技术方案,聚乙二醇与聚醚多元醇结构相近,不仅能够提高分散剂与聚醚多元醇的相容性,保证产品质量;而且聚乙二醇具有低粘度的优点,分散在聚合物多元醇中能够降低体系粘度;聚乙二醇中羟基、环己二羧酸中羧基相配合,使分散剂分子的多元醇部分溶在聚醚多元醇的连续相中,提高聚合物多元醇颗粒的分散效果;同时利用聚乙二醇的成膜效果包覆碳酸氢铵微粒,随着反应温度的升高,聚乙二醇粘度进一步降低,并且碳酸氢铵全部分解为气体,气体散出过程中,不仅提高了原料的接触均匀度,而且还能够使聚合的小粒径聚合物颗粒相互分散,通过聚合反应,形成较大粒径的聚合物颗粒,降低反应体系中团聚的小粒径聚合物颗粒的含量,从而降低体系粘度,小粒径聚合物颗粒含量越高,粘度越大。

8、优选的,所述聚乙二醇为聚乙二醇2000、聚乙二醇4000中的一种或多种。

9、通过采用上述技术方案,聚乙二醇2000、聚乙二醇4000均为固体状态,熔点为50-55℃左右,热熔后的聚乙二醇具有粘性、成膜性,便于包覆碳酸氢铵微粒;并且聚乙二醇2000、聚乙二醇4000粘度为5-11mpa·s,粘度较低,能够降低聚合物多元醇的粘度,使成品聚合物多元醇具有低粘度的优点。

10、优选的,所述碳酸氢铵微粒的粒径为10-40μm。

11、通过采用上述技术方案,限定碳酸氢铵微粒的粒径,便于在混合的反应液中均匀分散,均匀分散碳酸氢铵受热产气后气体也能分散较为均匀,从而保证体系反应物均匀接触的同时,降低体系粘度,从而使聚合物多元醇具有产品性质稳定、粘度低的优点。

12、优选的,所述乙烯基单体由质量比为1:0.4-0.8:0.1-0.2的苯乙烯、丙烯腈和丙烯酸组成。

13、通过采用上述技术方案,苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸相配合,能够提高聚合物多元醇的产品质量,并且丙烯酸、聚乙二醇、环己二羧酸相配合,能够进一步提高反应体系的分散均匀度,保证聚合物颗粒较为均匀的分散,不易出现团聚、沉降的问题,使聚合物多元醇具有低粘度的优点。

14、优选的,所述引发剂为偶氮二异丁腈。

15、通过采用上述技术方案,能够提高反应效率,促进聚合物多元醇的生成。

16、优选的,所述链转移剂为异丙醇、异丁醇、丙二醇、乙二醇中的一种或多种。

17、通过采用上述技术方案,调节聚合物的相对分子质量,改变粒子结构的紧密型和表面形态,防止大分子单体发生交联反应,进而改善体系的粘度和稳定性;保证苯乙烯与丙烯腈共聚物的链长适中,既能溶于聚醚多元醇,又能吸附在聚合物颗粒上,形成紧密的吸附层结构,起到较好的稳定效果。

18、第二方面,本技术提供一种低粘度聚合物多元醇的制备方法,采用如下的技术方案:

19、一种低粘度聚合物多元醇的制备方法,包括以下步骤:

20、称取聚醚多元醇、乙烯基单体、引发剂、链转移剂、复合分散剂混合,经聚合反应,制得成品聚合物多元醇。

21、通过采用上述技术方案,聚醚多元醇、乙烯基单体、引发剂、链转移剂、复合分散剂等原料直接混合,在反应过程中,利用复合分散剂的高效分散作用,能够在聚合物颗粒之间形成阻隔屏障,尽量避免聚合物颗粒出现粘附、团聚、沉降等问题,从而控制体系粘度。

22、优选的,所述复合分散剂中包膜碳酸氢铵采用如下方法制备而成:

23、称取聚乙二醇加热热熔后,制得聚乙二醇熔液;按质量比为0.3-0.5:1将聚乙二醇熔液均匀喷涂在碳酸氢铵微粒表面,经干燥、分散,制得半成品;在半成品表面再次喷涂聚乙二醇熔液,半成品与聚乙二醇熔液的质量比为1:0.4-0.8,经滚动、干燥、分散,制得成品包膜碳酸氢铵。

24、通过采用上述技术方案,聚乙二醇热熔后,在碳酸氢铵微粒表面粘附形成初步覆膜,部分聚乙二醇能够粘附在碳酸氢铵微粒表面,而第二次喷涂聚乙二醇熔液,能够再次封锁碳酸氢铵微粒,通过滚动,能够实现碳酸氢铵微粒与聚乙二醇的均匀接触,而包膜后的碳酸氢铵微粒在反应液中,借助聚乙二醇的流动和分散性,能够较为均匀分散在反应液中,随着反应温度的升高,碳酸氢铵逐渐受热分解产气,产生的气体逐渐冲出反应液中,一方面促进原料的混合,另一方面,便于冲破聚集堆积的小粒径聚合物颗粒,通过控制小粒径聚合物颗粒的团聚粘连,从而控制体系粘度,使聚合物多元醇具有产品性质稳定且粘度低的优点。

25、优选的,所述聚合反应的温度为120-130℃,压力为0.5-0.6mpa,时间为50-70min。

26、通过采用上述技术方案,限定反应温度、压力和时间,能够得到低粘度的聚合物多元醇,并且产品性质较为稳定,而反应时间相较与普通工艺的80-90min,有所缩短;则在较短的反应时间下仍能够使聚合物多元醇具有低粘度、高含量的优点,从而提高了聚合物多元醇在企业上的生产效率。

27、综上所述,本技术具有以下有益效果:

28、1、聚醚多元醇与乙烯基单体反应,制备聚合物多元醇,利用复合分散剂、链转移剂,控制聚合物粒子的形状、体积和表面粗糙度,尽量避免聚合物颗粒之间粘附、聚集、沉降,而影响聚合物多元醇的粘度,保证聚合物颗粒表面光滑、近乎圆形,从而使聚合物多元醇具有低粘度的优点。

29、2、环氧丙烷、环己二羧酸、包膜碳酸氢铵相配合,利用环氧丙烷和环己二羧酸的分散作用,便于与乙烯基单体和聚醚多元醇接触,并且环己二羧酸中羧基与聚醚多元醇中羟基具有较好的亲和力,使分散剂分子的多元醇部分溶在聚醚多元醇连续相中,在聚合物颗粒表面形成屏障,阻止聚合物颗粒之间相互粘附、聚集、沉降;同时配合包膜碳酸氢铵,在升温反应的过程中,碳酸氢铵受热分解,产生的气体在反应液中流通、传递,从而促进反应液中各物质的均匀混合,并且升温也能够降低体系粘度,从而使聚合物多元醇具有低粘度、产品性质稳定、生产效率高的优点

30、3、聚乙二醇与聚醚多元醇结构相近,不仅能够提高分散剂与聚醚多元醇的相容性,保证产品质量;而且聚乙二醇具有低粘度的优点,分散在聚合物多元醇中能够降低体系粘度;聚乙二醇中羟基、环己二羧酸中羧基相配合,使分散剂分子的多元醇部分溶在聚醚多元醇的连续相中,提高聚合物多元醇颗粒的分散效果;同时利用聚乙二醇的成膜效果包覆碳酸氢铵微粒,随着反应温度的升高,聚乙二醇粘度进一步降低,并且碳酸氢铵全部分解为气体,气体散出过程中,不仅提高了原料的接触均匀度,而且还能够使聚合的小粒径聚合物颗粒相互分散,通过聚合反应,形成较大粒径的聚合物颗粒,降低反应体系中团聚的小粒径聚合物颗粒的含量,从而降低体系粘度,小粒径聚合物颗粒含量越高,粘度越大。

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