CN103642026A - 喷涂用硬泡聚醚多元醇的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于化工合成领域，具体涉及一种喷涂用硬泡聚醚多元醇的制备方法，采用多元醇类化合物A、多元醇类化合物B、多元胺类化合物、脲类化合物和混合油组成的混合起始剂，在压力0.1-0.5MPa，温度60-140℃下，以胺类化合物为催化剂，与环氧化合物聚合得到。本发明合成的硬泡聚醚多元醇由于使用混合油起始剂，大大降低了产品的粘度；使用溴化季戊四醇起始剂，使产品合成的聚氨酯有一定的阻燃能力；使用胺类起始剂和胺类催化剂，产品活性高，可以大大降低施工时催化剂的使用量，更适用于喷涂聚氨酯的制备；能降低成本，改善施工环境。

Description

喷涂用硬泡聚醚多元醇的制备方法

技术领域

本发明属于化工合成领域，具体涉及一种喷涂用硬泡聚醚多元醇的制备方法。

背景技术

聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称，是由二元或多元有机异氰酸酯与多元醇化合物（聚醚多元醇或聚酯多元醇）以及水、多元胺或小分子多元醇等交联剂或扩链剂在催化剂的作用下制成的高分子聚合物。根据所用原料的官能团数目不同，可以合成不同形态及性能的聚氨酯材料，最终得到从柔软到坚硬的产品。

聚氨酯硬质泡沫塑料具有绝热保温效果好、耐化学药品、比强度大以及隔音效果好等特点，广泛的被应用于绝热保温材料、结构材料以及仿木材料等领域。由于其有卓越的隔热保温性能和便利的成型工艺，聚氨酯硬质泡沫塑料已经被成功的应用于建筑、石油化工、家电、冷藏、造船、汽车、航空、机械、仪表等各个领域。根据成型工艺，一般可分为浇注型和喷涂型。其中，喷涂型适用于表面形状复杂、难以浇注成型的现场施工条件，在建筑外墙保温、船体保温以及各种冷库保温方面被广泛应用。

硬质聚氨酯泡沫在建筑施工方面有着许多优异的性能，但是，施工过程中需要泡沫反应速度快、组合料粘性小等条件，因此在原料中需加入大量的催化剂。但是，施工过程中催化剂的大量挥发会严重损害施工人员的身体健康和破坏施工环境。同时，为了提高其阻燃性能，往往在配方中加入大量阻燃剂，对泡沫的抗压强度及尺寸稳定性产生很大的影响，一定程度上降低了建筑施工质量。

因此，发明一种高活性、低粘度、低成本的聚醚多元醇显得格外重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种喷涂用硬泡聚醚多元醇的制备方法，科学合理、简单易行，制得的聚醚多元醇具有活性高、粘度低、成本低廉的特点。

本发明所述的喷涂用硬泡聚醚多元醇的制备方法是采用多元醇类化合物A、多元醇类化合物B、多元胺类化合物、脲类化合物和混合油组成的混合起始剂，在压力0.1-0.5MPa，温度60-140℃下，以胺类化合物为催化剂，与环氧化合物聚合得到，其中，

以质量百分比计，以混合起始剂总质量为100%计，所述多元醇类化合物A、多元醇类化合物B、多元胺类化合物、脲类化合物和混合油分别占20-40%、5-10%、10-20%、30-50%和10-20%。

所述的多元醇类化合物A是乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇或蔗糖中的一种或几种；优选蔗糖与丙二醇、乙二醇、二乙二醇或甘油中的一种以质量比为3:7-5:5组成的混合物。

所述的多元醇类化合物B是溴化季戊四醇。

所述的多元胺类化合物是乙二胺、二乙烯三胺或甲苯二胺中的一种或多种，优选二乙烯三胺。

所述的脲类化合物是缩二脲或尿素，优选尿素。

所述的混合油是蓖麻油、棕榈油或大豆油中的一种或多种。

所述的胺类催化剂是二甲胺、三乙胺、十二胺、十六叔胺或十八叔胺中的一种或几种，优选三乙胺和十八叔胺的混合物，质量比为7:3-3:7。

所述的环氧化合物是环氧丙烷。

所述的混合起始剂的质量是总投料质量的10-25%，胺类催化剂的质量是总投料质量的1-3%，环氧化合物的质量是总投料质量的70-90%。

所述的压力优选为0.1-0.4MPa，温度优选为80-110℃。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明合成的硬泡聚醚多元醇由于使用混合油起始剂，大大降低了产品的粘度，并且成本小，以它为基础配制的组合料也具有粘度低、挥发物少、气味小等特点；使用溴化季戊四醇起始剂，使产品合成的聚氨酯有一定的阻燃能力；使用胺类起始剂和胺类催化剂，产品活性高，可以大大降低施工时催化剂的使用量，更适用于喷涂聚氨酯的制备；能降低成本，改善施工环境，增强产品的市场竞争力。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

在3L不锈钢釜中加入83.7g蔗糖，52.3g丙二醇，20g溴化季戊四醇、60g二乙烯三胺、144g尿素、40g蓖麻油与棕榈油质量比为1:1组成的混合油，进行氮气置换，测定釜内氧含量小于100ppm后，抽真空至-0.098MPa，密闭抽入44g三乙胺与十八叔胺质量比为1:1的混合物，升温至80℃，开始加入环氧丙烷，保持釜内温度105±5℃，压力0.3±0.1MPa，连续加入1556g环氧丙烷，环氧丙烷进料结束后，内压反应2h，真空脱除未反应的环氧丙烷，降温得到硬泡聚醚多元醇A。

指标分析：羟值481mgKOH/g，水分0.09%，粘度2200mpa.s/25℃，pH值10.9。

实施例2

在3L不锈钢釜中加入83.7g蔗糖，52.3g乙二醇，20g溴化季戊四醇、60g二乙烯三胺、144g尿素、40g蓖麻油与棕榈油质量比为1:1组成的混合油，进行氮气置换，测定釜内氧含量小于100ppm后，抽真空至-0.098MPa，密闭抽入44g三乙胺与十八叔胺质量比为1:1的混合物，升温至80℃，开始加入环氧丙烷，保持釜内温度105±5℃，压力0.3±0.1MPa，连续加入1556g环氧丙烷，环氧丙烷进料结束后，内压反应2h，真空脱除未反应的环氧丙烷，降温得到硬泡聚醚多元醇B。

指标分析：羟值490mgKOH/g，水分0.07%，粘度2600mpa.s/25℃，pH值11.5。

实施例3：

在3L不锈钢釜中加入83.7g蔗糖，52.3g二乙二醇，20g溴化季戊四醇、60g二乙烯三胺、144g尿素、40g大豆油与棕榈油质量比为1:1组成的混合油，进行氮气置换，测定釜内氧含量小于100ppm后，抽真空至-0.098MPa，密闭抽入44g三乙胺与十八叔胺质量比为1:1的混合物，升温至80℃，开始加入环氧丙烷，保持釜内温度105±5℃，压力0.3±0.1MPa，连续加入1556g环氧丙烷，环氧丙烷进料结束后，内压反应2h，真空脱除未反应的环氧丙烷，降温得到硬泡聚醚多元醇C。

指标分析：羟值471mgKOH/g，水分0.08%，粘度2300mpa.s/25℃，pH值11.4。

实施例4：

在3L不锈钢釜中加入83.7g蔗糖，52.3g甘油，20g溴化季戊四醇、60g二乙烯三胺、144g尿素、42g蓖麻油、棕榈油、大豆油质量比为1:1:1组成的混合油，进行氮气置换，测定釜内氧含量小于100ppm后，抽真空至-0.098MPa，密闭抽入44g三乙胺与十八叔胺质量比为1:1的混合物，升温至80℃开始加入环氧丙烷，保持釜内温度105±5℃，压力0.3±0.1MPa，连续加入1556g环氧丙烷，环氧丙烷进料结束后，内压反应2h，真空脱除未反应的环氧丙烷，降温得到硬泡聚醚多元醇D。

指标分析：羟值491mgKOH/g，水分0.09%，粘度2500mpa.s/25℃，pH值11.5。

以实施例1制备的硬泡聚醚多元醇A为基础配制组合聚醚，并将组合聚醚与PAPI以1：1的质量比进行发泡试验，通过表1比较实验数据对聚醚的使用性能进行说明：

表1

以实施例2制备的硬泡聚醚多元醇B为基础配制组合聚醚，并将组合聚醚与PAPI以1：1的质量比进行发泡试验，通过表2比较实验数据对聚醚的使用性能进行说明：

表2

以实施例3制备的硬泡聚醚多元醇C为基础配制组合聚醚，并将组合聚醚与PAPI以1：1的质量比进行发泡试验，通过表3比较实验数据对聚醚的使用性能进行说明：

表3

以实施例4制备的硬泡聚醚多元醇D为基础配制组合聚醚，并将组合聚醚与PAPI以1：1的质量比进行发泡试验，通过表4比较实验数据对聚醚的使用性能进行说明：

表4

注：发泡温度均为25oC。表1至表4所述“组合料粘度”是指不添加发泡剂时所有组分组成的组合聚醚的粘度。

如表1至表4所见，使用本发明所合成的硬泡聚醚多元醇，能够有效降低组合聚醚的粘度，提高活性，大大减少了催化剂的使用量，挥发物少，大大改善了施工环境，具有良好的经济效益和社会效益。

Claims (10)

1.一种喷涂用硬泡聚醚多元醇的制备方法，其特征在于采用多元醇类化合物A、多元醇类化合物B、多元胺类化合物、脲类化合物和混合油组成的混合起始剂，在压力0.1-0.5MPa，温度60-140℃下，以胺类化合物为催化剂，与环氧化合物聚合得到，其中，

以质量百分比计，以混合起始剂总质量为100%计，所述多元醇类化合物A、多元醇类化合物B、多元胺类化合物、脲类化合物和混合油分别占20-40%、5-10%、10-20%、30-50%和10-20%。

2.根据权利要求1所述的喷涂用硬泡聚醚多元醇的制备方法，其特征在于所述的多元醇类化合物A是乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇或蔗糖中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的喷涂用硬泡聚醚多元醇的制备方法，其特征在于所述的多元醇类化合物B是溴化季戊四醇。

4.根据权利要求1所述的喷涂用硬泡聚醚多元醇的制备方法，其特征在于所述的多元胺类化合物是乙二胺、二乙烯三胺或甲苯二胺中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的喷涂用硬泡聚醚多元醇的制备方法，其特征在于所述的脲类化合物是缩二脲或尿素。

6.根据权利要求1所述的喷涂用硬泡聚醚多元醇的制备方法，其特征在于所述的混合油是蓖麻油、棕榈油或大豆油中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的喷涂用硬泡聚醚多元醇的制备方法，其特征在于所述的胺类催化剂是二甲胺、三乙胺、十二胺、十六叔胺或十八叔胺中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的喷涂用硬泡聚醚多元醇的制备方法，其特征在于所述的环氧化合物是环氧丙烷。

9.根据权利要求1所述的喷涂用硬泡聚醚多元醇的制备方法，其特征在于所述的混合起始剂的质量是总投料质量的10-25%，胺类催化剂的质量是总投料质量的1-3%，环氧化合物的质量是总投料质量的70-90%。

10.根据权利要求1所述的喷涂用硬泡聚醚多元醇的制备方法，其特征在于所述的压力为0.1-0.4MPa，温度为80-110℃。