專利名稱：聚脲多元醇的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多元醇的制備方法，特別涉及一種聚脲多元醇的制備方法。
背景技術(shù)：
聚脲多元醇(PHD)是一種含有聚脲分散體、有較高粘度的白色或米色液體。它在1980年推出，主要用于模塑產(chǎn)品，除了具有普通填充聚醚多元醇的特點(diǎn)外，還有許多其它的優(yōu)點(diǎn)重現(xiàn)性好；加工范圍寬；不用阻燃劑亦能使泡沫塑料通過燃燒實(shí)驗(yàn)；提高泡沫承載負(fù)荷性；增加泡沫初始凝膠速度，加強(qiáng)泡沫上升的穩(wěn)定性。在現(xiàn)有技術(shù)中，制備聚脲多元醇一般采用兩種方法間歇式或連續(xù)式生產(chǎn)方法。間歇式生產(chǎn)方法主要是在快速攪拌下將異氰酸酯以緩慢速度逐步滴加到多元醇/多元胺混合體系中制得聚脲多元醇，實(shí)驗(yàn)室中利用間歇法制備的聚脲多元醇固含量10％，粘度在10000mPa·s/25℃以上(德國專利1,260,142，美國專利3325421)，這種間歇式生產(chǎn)方法存在的缺點(diǎn)是反應(yīng)時(shí)間長，控制難度大，重現(xiàn)性差，生產(chǎn)出的聚脲多元醇產(chǎn)品不穩(wěn)定，粘度較高。連續(xù)式生產(chǎn)方法主要是同時(shí)將多元胺、多元醇和異氰酸酯通過特殊的機(jī)型(例如Hennecke公司的UFS型機(jī))，利用泵以不同的速度高速地打入混合室(例如多元胺、多元醇和異氰酸酯的打入速度分別為4800g/min、1014g/min和290g/min)，經(jīng)高速攪拌而瞬間混勻，反應(yīng)很快進(jìn)行并從出料口流出聚脲多元醇；工業(yè)化連續(xù)法生產(chǎn)的聚脲多元醇固含量一般為20％，美國專利4,089,835公開了連續(xù)法生產(chǎn)固含量為10％的聚脲多元醇，粘度在2500mPa·s/25℃左右。另外在美國專利4761434、美國專利4093569、美國專利4184990、美國專利4092275、美國專利5332763、美國專利4042537都有提到使用連續(xù)法制備PHD。但是這種方法要求使用特殊的設(shè)備，生產(chǎn)投資費(fèi)用龐大，普通實(shí)驗(yàn)室或工廠難以滿足其反應(yīng)條件的要求。上述兩種方法都不利于更為廣泛地研究聚脲多元醇，不利于聚脲多元醇的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種生產(chǎn)條件簡單、合成速度快、產(chǎn)品性能好的聚脲多元醇的制備方法。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)采用的原料為聚醚多元醇、水合肼和異氰酸酯，其中異氰酸酯和肼的重量與聚醚多元醇的重量比為0.05～0.45(即固含量為5％～45％)，且異氰酸酯與肼的摩爾比為0.8～1.2；其制備方法包含下述步驟(1)將部分聚醚多元醇與水合肼混合后攪拌1～15分鐘，優(yōu)選5～10分鐘；(2)將剩余的聚醚多元醇和異氰酸酯混合后搖勻30秒～5分鐘，優(yōu)選30秒～2分鐘；(3)將步驟(2)得到的混合物在30秒～3分鐘內(nèi)加入步驟(1)得到的混合物中并攪拌，混合均勻；此時(shí)體系發(fā)生放熱反應(yīng)溫度迅速上升；(4)待放熱體系的溫度降到常溫后，在-0.2～-0.1MPa、溫度為90～120℃的條件下抽真空，脫除殘余單體，即可得到聚脲多元醇產(chǎn)品。
所述步驟(2)中剩余的聚醚多元醇與異氰酸酯的摩爾比為0.5～2。
所述步驟(1)中，可根據(jù)需要加入水或甲苯、二甲苯、丙酮、苯等有機(jī)溶劑作為分散劑。
所述步驟(3)中，攪拌時(shí)間可優(yōu)選10～60分鐘。
所述步驟(4)中，抽真空時(shí)的壓力優(yōu)選-0.1MPa、抽真空的時(shí)間為2～3個(gè)小時(shí)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果(1)可以用較為簡便的裝置在較短時(shí)間內(nèi)合成聚脲多元醇，合成速度快，生產(chǎn)效率高；(2)合成過程操作簡單、容易控制，重現(xiàn)性好，并不需要使用特殊的設(shè)備，生產(chǎn)成本較低；(3)所制備的聚脲多元醇粘度較低、穩(wěn)定性好；采用該聚脲多元醇所制得的聚氨酯泡沫塑料，具有較高的承載能力和良好的阻燃性能，可達(dá)自熄級。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例1在四口燒瓶中加入262g的聚醚多元醇(330N)和11.5g的水合肼(含量為80％)，接上溫度計(jì)和攪拌漿，在常溫下連續(xù)攪拌5分鐘；然后于30秒內(nèi)在上述混合物中加入已混合搖勻1分鐘后的30.5g異氰酸酯和101.6g聚醚多元醇的混合物，再繼續(xù)攪拌30分鐘，此體系發(fā)生放熱反應(yīng)，溫度迅速上升；待放熱體系溫度降到常溫后，接上冷凝回流管，在壓力為-0.1MPa、溫度為110℃的條件下抽真空2.5小時(shí)，脫除殘余單體，即可得固含量(即原料中異氰酸酯與肼的重量和聚醚多元醇的重量百分比)為10％的聚脲多元醇產(chǎn)品。
本制備工藝反應(yīng)所用時(shí)間為3個(gè)小時(shí)，得到的聚脲多元醇為乳白色液體；采用NDJ-1型旋轉(zhuǎn)式粘度儀測得其粘度為4300mpa·s；采用LG-10-24型離心機(jī)以12000轉(zhuǎn)/S的轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心分離半小時(shí)，不產(chǎn)生沉淀。
實(shí)施例2在四口燒瓶中加入262g的聚醚多元醇(330N)、11.5g的水合肼(含量為80％)和40.6g的水(作為分散劑)，接上溫度計(jì)和攪拌漿，在常溫下連續(xù)攪拌10分鐘，然后于1分鐘內(nèi)在上述混合物中加入已混合搖勻2分鐘后的30.5g異氰酸酯和101.6g聚醚多元醇，再繼續(xù)攪拌20分鐘，此體系發(fā)生放熱反應(yīng)，溫度迅速上升；待放熱體系溫度降到常溫后，接上冷凝回流管，在壓力為-0.1MPa、溫度為105℃的條件下抽真空3小時(shí)，脫除殘余單體，即可得固含量為10％的聚脲多元醇產(chǎn)品。
本制備工藝反應(yīng)所用時(shí)間為3.5小時(shí)，得到的聚脲多元醇為乳白色液體。采用NDJ-1型旋轉(zhuǎn)式粘度儀測得粘度為2400mpa·s；采用LG-10-24型離心機(jī)以12000轉(zhuǎn)/S的轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心分離半小時(shí)，不產(chǎn)生沉淀。
實(shí)施例3在四口燒瓶中加入262g的聚醚多元醇(330N)、11.5g的水合肼(含量為80％)和40.6g的甲苯(作為分散劑)，接上溫度計(jì)和攪拌漿，在常溫下連續(xù)攪拌15分鐘，然后于45秒內(nèi)在上述混合物中加入已混合搖勻3分鐘后的30.5g異氰酸酯和101.6g聚醚多元醇，再繼續(xù)攪拌45分鐘，此放熱反應(yīng)體系的溫度迅速上升；待放熱體系溫度降到常溫后，接上冷凝回流管，在壓力為-0.1MPa、溫度為120℃的條件下抽真空2小時(shí)，脫除殘余單體，即可得固含量為10％的聚脲多元醇產(chǎn)品。
本制備工藝反應(yīng)所用時(shí)間為3.5小時(shí)，得到的聚脲多元醇為乳白色液體。采用NDJ-1型旋轉(zhuǎn)式粘度儀測得粘度為3000mpa·s；采用LG-10-24型離心機(jī)以12000轉(zhuǎn)/S的轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心分離半小時(shí)，不產(chǎn)生沉淀。
實(shí)施例4在四口燒瓶中加入189.3g的聚醚多元醇(330N)和23g的水合肼(含量為80％)，接上溫度計(jì)和攪拌漿，在常溫下連續(xù)攪拌10分鐘，然后于40秒內(nèi)在上述混合物中加入已混合搖勻1分鐘后的61g異氰酸酯和174.3g聚醚多元醇，繼續(xù)攪拌60分鐘，此放熱反應(yīng)體系的溫度迅速上升；待放熱體系溫度降到常溫后，接上冷凝回流管，在壓力為-0.1MPa、溫度為100℃的條件下抽真空2小時(shí)，脫除殘余單體，即可得固含量為20％的聚脲多元醇產(chǎn)品。
本制備工藝反應(yīng)所用時(shí)間為3個(gè)小時(shí)，得到的聚脲多元醇為乳白色液體。采用NDJ-1型旋轉(zhuǎn)式粘度儀測得粘度為7500mpa·s；采用LG-10-24型離心機(jī)以12000轉(zhuǎn)/S的轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心分離半小時(shí)，不產(chǎn)生沉淀。
實(shí)施例5在四口燒瓶中加入94.7g的聚醚多元醇(330N)、11.5g的水合肼(含量為80％)和9.3g的水(作為分散劑)混合后在常溫下連續(xù)攪拌5分鐘，然后于1分鐘內(nèi)在上述混合物中加入已混合搖勻1分鐘后的30.5g異氰酸酯和50.8g聚醚多元醇，繼續(xù)攪拌30分鐘，此放熱反應(yīng)體系的溫度迅速上升；待放熱體系溫度降到常溫后，接上冷凝回流管，在壓力為-0.1MPa、溫度為105℃的條件下抽真空2小時(shí)，脫除殘余單體，即可得固含量為25％的聚脲多元醇產(chǎn)品。
本制備工藝反應(yīng)所用時(shí)間為3個(gè)小時(shí)，得到的聚脲多元醇為乳白色液體。采用NDJ-1型旋轉(zhuǎn)式粘度儀測得粘度為7200mpa·s；采用LG-10-24型離心機(jī)以12000轉(zhuǎn)/S的轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心分離半小時(shí)，不產(chǎn)生沉淀。
權(quán)利要求
1.一種聚脲多元醇的制備方法，采用的原料為聚醚多元醇、水合肼和異氰酸酯，其中異氰酸酯和肼的重量與聚醚多元醇的重量比為0.05～0.45，且異氰酸酯與肼的摩爾比為0.8～1.2；其特征在于包含下述步驟(1)將部分聚醚多元醇與水合肼混合后攪拌1～15分鐘；(2)將剩余的聚醚多元醇和異氰酸酯混合后搖勻30秒～5分鐘；(3)將步驟(2)得到的混合物在30秒～3分鐘內(nèi)加入步驟(1)得到的混合物中并攪拌，混合均勻；此時(shí)體系發(fā)生放熱反應(yīng)溫度迅速上升；(4)待放熱體系的溫度降到常溫后，在-0.2～-0.1MPa、溫度為90～120℃的條件下抽真空，脫除殘余單體，得到聚脲多元醇產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚脲多元醇的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中剩余的聚醚多元醇與異氰酸酯的摩爾比為0.5～2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚脲多元醇的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中，加入水或甲苯、二甲苯、丙酮、苯作為分散劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚脲多元醇的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中，將聚醚多元醇和水合肼混合后連續(xù)攪拌5～10分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚脲多元醇的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中，將聚醚多元醇和異氰酸酯混合后搖勻30秒～2分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚脲多元醇的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中，將步驟(2)得到的混合物倒入步驟(1)得到的混合物后，繼續(xù)攪拌10～60分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚脲多元醇的制備方法，其特征在于所述步驟(4)中，抽真空時(shí)的壓力為-0.1MPa、抽真空的時(shí)間為2～3個(gè)小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種聚脲多元醇的制備方法，采用的原料為聚醚多元醇、水合肼和異氰酸酯，包含下述步驟(1)將部分聚醚多元醇與水合肼混合后攪拌1～15分鐘；(2)將剩余的聚醚多元醇和異氰酸酯混合后搖勻30秒～5分鐘；(3)將步驟(2)得到的混合物在30秒～3分鐘內(nèi)加入步驟(1)得到的混合物中并攪拌，混合均勻；此時(shí)體系發(fā)生放熱反應(yīng)溫度迅速上升；(4)待放熱體系的溫度降到常溫后，在－0.2～－0.1MPa、溫度為90～120℃的條件下抽真空，脫除殘余單體，得到聚脲多元醇產(chǎn)品。本發(fā)明用簡便的裝置在短時(shí)間內(nèi)合成聚脲多元醇，生產(chǎn)效率高；合成過程操作簡單，容易控制，生產(chǎn)成本較低；所制備的產(chǎn)品粘度低、穩(wěn)定性好。
文檔編號C08G71/00GK1470547SQ0312682
公開日2004年1月28日 申請日期2003年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月12日
發(fā)明者修玉英, 謝菲菲, 羅鐘瑜 申請人:華南理工大學(xué)