CN104961889A - 快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于聚醚多元醇合成技术领域，具体涉及一种快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法。以固体山梨醇、三羟甲基丙烷、三乙醇胺为复合起始剂，采用三甲胺水溶液与DMP-30的复配体系作催化剂，加氧化烯烃进行聚合、封端反应，最后脱单体干燥制成快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇。本发明制得的聚醚多元醇具有更高的流动性、强度和尺寸稳定性，用其制备的硬泡组合料与异氰酸酯反应生成的泡沫具有固化快、脱模时间短的特点，大大提高了生产效率，节约了能源，而且与现有使用特殊胺类起始剂的胺醚体系的组合料相比具有更低的成本，符合节能、降耗、环保的高标准要求。
Description
技术领域
本发明属于聚醚多元醇合成技术领域，具体涉及一种快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法。
背景技术
聚醚多元醇是聚氨酯工业的主要原料之一，可用于制造汽车内饰、医疗器械、家具、家电、涂料、鞋革等领域。在聚氨酯工业制品中，不同的品种对于原料聚醚多元醇的分子量、官能度、活性的要求是不同的，在聚氨酯软质泡沫生产中一般要求聚醚多元醇的官能度为3，分子量在3000甚至更高，而且在聚氨酯模塑软质泡沫制品中为了缩短模塑开模时间，降低模具温度节约能源，往往要求采用高活性即高伯羟基含量的聚醚多元醇，伯羟基含量在70％以上，冷模塑的生产工艺要求更高活性的聚醚多元醇，目前最常用的高伯羟基聚醚多元醇的伯羟基含量在75-80％；对于聚氨酯硬质泡沫生产一般要求聚醚多元醇的官能度大于4，分子量在400-700左右，各生产厂家为了提高生产效率、节约能源，同样要求生产过程具有较短的开模时间，目前聚醚多元醇方面一般采用高官能度、高羟值的聚醚体系，甚至搭配以特殊胺类为起始剂的胺醚，这样不仅会影响泡沫的流动性而且采用胺醚会增加生产成本，而像软质泡沫生产中采用以伯羟基封端的高活性聚醚的专利技术鲜有报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法，制得的聚醚多元醇以伯羟基封端具有较高的活性，用其所配制的硬泡组合料与异氰酸酯反应制得的的泡沫具有固化快、交联度高、尺寸稳定性好、密度分度均匀、流动性好、粘结力强等特点，能有效缩短模塑泡生产过程中的开模时间，提高生产效率节约能源，而且与现有快速脱模体系相比成本低，符合节能、降耗、环保的高标准要求。
本发明所述的快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法是以固体山梨醇、三羟甲基丙烷、三乙醇胺为复合起始剂，采用三甲胺水溶液与DMP-30的复配体系作催化剂，加氧化烯烃进行聚合、封端反应，最后脱单体干燥制成快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇。
所述的固体山梨醇、三羟甲基丙烷与三乙醇胺的质量比为1.5-2.5:1:1。
所述的催化剂质量为复合起始剂和氧化烯烃质量的0.5-1％。
所述的的三甲胺水溶液与DMP-30的质量比为3:7-5:5；三甲胺水溶液的质量浓度为33-50％，优选质量浓度33％。
本发明所述的快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法，步骤如下：
(1)聚合反应：向聚合反应釜内加入固体山梨醇、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、三甲胺水溶液、DMP-30，氮气置换，搅拌升温至100℃，开始加入环氧丙烷进行聚合反应，然后进行内压老化反应；
(2)封端反应：温度升至120℃开始加入环氧乙烷进行封端反应，然后进行内压老化反应；
(3)脱单体干燥：封端反应老化完成后，进行抽真空脱单体干燥，即得快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇。
步骤(1)中所述的聚合反应温度为105-115℃，反应压力为0.1-0.3Mpa；老化反应时间为1-2h。
步骤(1)中所述的氮气置换次数为5-8次。
步骤(2)中所述的封端反应温度为120-130℃，反应压力为0.15-0.3Mpa；老化反应时间为1-2h。
步骤(2)中所述的环氧乙烷质量为环氧丙烷与环氧乙烷总质量的15-25％。
步骤(3)中所述的抽真空脱单体干燥温度为90-110℃，干燥时间为1-2h，真空度控制在-0.09﹣-0.12Mpa。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明采用分子结构规整的山梨醇、三羟甲基丙烷、三乙醇胺作为复合起始剂，制得的聚醚多元醇具有更高的流动性、强度和尺寸稳定性，尤其采用环氧乙烷进行封端反应制备含有伯羟基的高活性聚醚多元醇，可有效减少胺类催化剂的使用量，降低了气味，用其制备的硬泡组合料与异氰酸酯反应生成的泡沫具有固化快、脱模时间短的特点，大大提高了生产效率，节约了能源，而且与现有使用特殊胺类起始剂的胺醚体系的组合料相比具有更低的成本，符合节能、降耗、环保的高标准要求。
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
在装有搅拌器、计量器、加热控温装置、冷却装置和压力传感器的高压反应釜中加入固体山梨醇182g，三羟甲基丙烷122g，三乙醇胺122g，33％的三甲胺水溶液2.34g，DMP-305.48g，氮气置换5次，搅拌升温至100℃时将968gPO连续滴加进反应釜，反应温度控制在105-115℃，反应压力控制在0.1-0.3Mpa，反应至压力不再变化后继续内压老化1h，然后升温至120℃时将171gEO连续滴加，反应温度控制在120-130℃，反应压力控制在0.15-0.3Mpa，反应至压力不再变化后继续老化1h，最后在90℃、真空度-0.1Mpa条件下进行抽真空脱单体干燥反应1h即得快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇。
所合成聚醚多元醇具有以下性质指标：
外观：无色至浅黄色透明液体
羟值：410mgKOH/g
粘度(25℃)：7049mpa.s
PH：8.93
官能度：4.0-4.5
实施例2
在装有搅拌器、计量器、加热控温装置、冷却装置和压力传感器的高压反应釜中加入固体山梨醇182g，三羟甲基丙烷91g，三乙醇胺91g，40％的三甲胺水溶液5.54g，DMP-308.3g，氮气置换7次，搅拌升温至100℃时将816gPO连续滴加进反应釜，反应温度控制在105-115℃，反应压力控制在0.1-0.3Mpa，反应至压力不再变化后继续内压老化1.5h，然后升温至120℃时将204gEO连续滴加，反应温度控制在120-130℃，反应压力控制在0.15-0.3Mpa，反应至压力不再变化后继续老化1.5h，最后在100℃、真空度-0.12Mpa条件下进行抽真空脱单体干燥反应2h即得快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇。
所合成聚醚多元醇具有以下性质指标：
外观：无色至浅黄色透明液体
羟值：407mgKOH/g
粘度(25℃)：6628mpa.s
PH：9.12
官能度：4.0-4.5
实施例3
在装有搅拌器、计量器、加热控温装置、冷却装置和压力传感器的高压反应釜中加入固体山梨醇182g，三羟甲基丙烷72g，三乙醇胺72g，50％的三甲胺水溶液5.08g，DMP-305.08g，氮气置换8次，搅拌升温至100℃时将709gPO连续滴加进反应釜，反应温度控制在105-115℃，反应压力控制在0.1-0.3Mpa，反应至压力不再变化后继续内压老化1h，然后升温至120℃时将236gEO连续滴加，反应温度控制在120-130℃，反应压力控制在0.15-0.3Mpa，反应至压力不再变化后继续老化2h，最后在110℃、真空度-0.10Mpa条件下进行抽真空脱单体干燥反应1.5h即得快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇。
所合成聚醚多元醇具有以下性质指标：
外观：无色至浅黄色透明液体
羟值：415mgKOH/g
粘度(25℃)：7210mpa.s
PH：9.33
官能度：4.0-4.5
由实施例1、2和3所制备的聚醚多元醇进行聚氨酯硬质泡沫性能检测，并与含有以特殊胺类为起始剂的胺醚YD-401P(官能度4，羟值380)的快脱体系制备的硬质聚氨酯泡沫进行对比，对比结果见表1。
表1制备的聚氨酯硬质泡沫的性能对比
由表1可以看出，由本发明制备的快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇制备的聚氨酯硬质泡沫流动性好，压缩强度高，低温收缩变形率小，尤其是开模时间明显缩短。更短的开模时间能有效提高聚氨酯硬质泡沫生产过程中的的生产效率、节约能源，与现有使用胺醚的硬泡体系相比，在同样的工艺条件下可有效缩短开模时间15-20％左右，成本低，具有更高的性价比。
Claims (10)
1.一种快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法，其特征在于以固体山梨醇、三羟甲基丙烷、三乙醇胺为复合起始剂，采用三甲胺水溶液与DMP-30的复配体系作催化剂，加氧化烯烃进行聚合、封端反应，最后脱单体干燥制成快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇。
2.根据权利要求1所述的快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法，其特征在于所述的固体山梨醇、三羟甲基丙烷与三乙醇胺的质量比为1.5-2.5:1:1。
3.根据权利要求1所述的快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法，其特征在于所述的催化剂质量为复合起始剂和氧化烯烃质量的0.5-1％。
4.根据权利要求1所述的快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法，其特征在于所述的的三甲胺水溶液与DMP-30的质量比为3:7-5:5，三甲胺水溶液的质量浓度为33-50％。
5.根据权利要求1-4任一所述的快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法，其特征在于步骤如下：
(1)聚合反应：向聚合反应釜内加入固体山梨醇、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、三甲胺水溶液、DMP-30，氮气置换，搅拌升温至100℃，开始加入环氧丙烷进行聚合反应，然后进行内压老化反应；
(2)封端反应：温度升至120℃开始加入环氧乙烷进行封端反应，然后进行内压老化反应；
(3)脱单体干燥：封端反应老化完成后，进行抽真空脱单体干燥，即得快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇。
6.根据权利要求5所述的快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的聚合反应温度为105-115℃，反应压力为0.1-0.3Mpa；老化反应时间为1-2h。
7.根据权利要求5所述的快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的氮气置换次数为5-8次。
8.根据权利要求5所述的快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述的封端反应温度为120-130℃，反应压力为0.15-0.3Mpa；老化反应时间为1-2h。
9.根据权利要求5所述的快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述的环氧乙烷质量为环氧丙烷与环氧乙烷总质量的15-25％。
10.根据权利要求5所述的快速脱模聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述的抽真空脱单体干燥温度为90-110℃，干燥时间为1-2h，真空度控制在-0.09﹣-0.12Mpa。
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