全蔗糖型聚醚多元醇的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種全蔗糖型聚醚多元醇及其制備方法，屬于聚醚多元醇合成【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明僅采用蔗糖作為起始劑，催化劑KOH用1,3-二甲基-2-咪唑啉酮進行溶劑化，再與環(huán)氧丙烷進行反應(yīng)；本發(fā)明中全蔗糖型聚醚多元醇的制備方法對醇鉀制備過程工藝進行了改進。制得的聚醚多元醇具有較高的官能度及強度，該性能使其所配制的組合料在常規(guī)模塑密度40Kg/m3左右時即能滿足耐-86℃低溫領(lǐng)域的要求，整體注料量比常規(guī)硬泡組合聚醚體系低50％左右，成本低，具有較高的性價比，拓展了硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的使用領(lǐng)域。
【專利說明】全蔗糖型聚醚多元醇的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種全蔗糖型聚醚多元醇的制備方法，屬于聚醚多元醇合成【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]聚醚多元醇是用于生產(chǎn)硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的主要原料，其制備方法是在一定壓力、溫度及催化劑作用下，由具有活潑氫的起始劑與環(huán)氧化物聚合制得。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料具有密度小、導(dǎo)熱系數(shù)低、粘結(jié)性強等良好性能，是在成型與施工方面均具有較強優(yōu)勢的優(yōu)良保溫材料。目前大多數(shù)聚醚為蔗糖或山梨醇與其它二醇或三醇混合的起始劑，所配制的組合料在模塑密度40Kg/m3左右時,一般適于溫度在_35°C左右的場合,而對于特殊應(yīng)用領(lǐng)域，如低密度超低溫生物冷凍箱、低密度超低溫冷柜、低密度超低溫冰箱等，需要在模塑密度60Kg/m3左右時，才能滿足耐低溫-86°C甚至更低溫度的要求。
[0003]在以蔗糖作為部分起始劑的傳統(tǒng)工藝制備過程中，固體狀態(tài)下蔗糖與KOH催化劑生成醇鉀的效果較差，反應(yīng)周期長，反應(yīng)至最后仍有大量的蔗糖未參與反應(yīng)，導(dǎo)致指標(biāo)不穩(wěn)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種全蔗糖型聚醚多元醇的制備方法，制得的聚醚多元醇具有較高的官能度及強度 ，該性能使其所配制的組合料在常規(guī)模塑密度40Kg/m3左右時即能滿足耐_86°C低溫領(lǐng)域的要求，整體注料量比常規(guī)硬泡組合聚醚體系低50%左右，成本低，具有較高的性價比，拓展了硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的使用領(lǐng)域。
[0005]本發(fā)明所述全蔗糖型聚醚多元醇的制備方法，其僅采用蔗糖為起始劑，催化劑KOH用1，3- 二甲基-2-咪唑啉酮DMI進行溶劑化，再與環(huán)氧丙烷進行反應(yīng)。
[0006]所述蔗糖與環(huán)氧丙烷的重量份數(shù)比為:342:905。
[0007]所述KOH用量占起始劑、環(huán)氧丙烷總重量、催化劑三者重量之和的0.3%。
[0008]所述KOH和溶劑DMI的質(zhì)量比為1: 10~30。
[0009]所述全蔗糖型聚醚多元醇的制備方法，包括以下步驟:
[0010](I)向聚合釜內(nèi)加入蔗糖、KOH催化劑、DMI溶劑(Κ0Η與DMI混合成溶液)，氮氣置換，抽真空；之后攪拌升溫，加入部分環(huán)氧丙烷，然后真空老化；
[0011](2)聚合反應(yīng):加入余量的環(huán)氧丙烷；反應(yīng)至壓力恒定時繼續(xù)老化；
[0012](3)后處理過程:在95°C下加入磷酸和水進行中和反應(yīng)，中和完畢后加入吸附劑，攪拌后脫水干燥即得全蔗糖型聚醚多元醇。
[0013]步驟⑴中，溫度增至85°C時，先加入的環(huán)氧丙烷占起始劑、環(huán)氧丙烷總重量、催化劑三者重量之和的6%;反應(yīng)溫度控制在85 ±3 °C，起始壓力0.25 ± 0.02Mpa ;反應(yīng)至壓力恒定時，控制溫度在90~120°C，真空老化3-5h。
[0014]步驟(2)中，加入余量的環(huán)氧丙烷，控制溫度在100~130°C，最高壓力≤0.3Mpa;繼續(xù)老化Ih。
[0015]步驟(3)中，所用吸附劑為硅酸鎂和硅酸鋁的混合物，用量為起始劑、環(huán)氧丙烷總重量、催化劑三者重量之和的0.2%，硅酸鎂和硅酸鋁的重量比為1:1。
[0016]DMI是一種低毒性惰性溶劑，具有三方面優(yōu)點:一是在聚醚制備過程中，其特殊的結(jié)構(gòu)對KOH及蔗糖具有優(yōu)良的溶解性，在醇鉀制備過程中使反應(yīng)物混合均勻，醇鉀制備更充分，加快后期反應(yīng)速度，提高產(chǎn)率；二是不參與聚醚反應(yīng)，避免副反應(yīng)發(fā)生；三是在KOH催化劑的強堿條件下具有良好的穩(wěn)定性同時耐高溫，在聚醚反應(yīng)過程中不會分解及揮發(fā)。
[0017]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0018](I)本發(fā)明僅采用蔗糖作為起始劑，制備了官能度> 7的高性能聚醚多元醇；
[0019](2)本發(fā)明采用的溶劑DMI，能有效溶解KOH和蔗糖，同時不參與反應(yīng)，解決固體狀態(tài)下蔗糖與KOH催化劑生成醇鉀效果較差的難題，保證蔗糖反應(yīng)充分，批次之間指標(biāo)穩(wěn)定性好；
[0020](3)本發(fā)明制備的全蔗糖型聚醚多元醇，在常規(guī)模塑密度40Kg/m3左右時即能滿足耐-86°C低溫，具有明顯優(yōu)勢，整體注料量比常規(guī)硬泡組合聚醚體系低50%左右，成本低，具有較高的性價比，拓展了硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的使用領(lǐng)域。

【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但其并不限制本發(fā)明的實施。
[0022]實施例1
[0023]在裝配有攪拌器、計量器、加熱溫控裝置、冷卻裝置(包括外夾套與內(nèi)蛇管)和壓力傳感器的5L高壓釜內(nèi)，加入蔗糖342g、催化劑K0H3.74g、DMI37.4g(K0H與DMI混合成溶液)，氮氣置換5次，并抽真空至壓力為-0.08MPa，之后攪拌(轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn))升溫，溫度增至85°C時，加入75g環(huán)氧丙烷，反應(yīng)溫度控制在85±3°C，起始壓力0.25±0.02Mpa，反應(yīng)至壓力恒定時，然后升溫至95°C并抽真空老化3h。之后溫度控制在130°C，壓力控制在0.25MPa，將剩余830g環(huán)氧丙烷分成10批陸續(xù)加入，反應(yīng)至壓力不再變化后繼續(xù)老化lh。最后在95°C下加入8g磷酸和37.5g水進行中和反應(yīng)，反應(yīng)40min后加入1.25g硅酸鎂、1.25g硅酸鋁吸附劑，攪拌20min后脫水干燥2h即得全蔗糖聚醚多元醇。
[0024]所合成聚醚具有下列性質(zhì):
[0025]外觀:棕黃至棕紅色透明液體
[0026]羥值:360mgK0H/g
[0027]25。0的粘度:3980011^&8
[0028]官能度:7~8
[0029]pH:6.2-6.8
[0030]實施例2
[0031]在裝配有攪拌器、計量器、加熱溫控裝置、冷卻裝置(包括外夾套與內(nèi)蛇管)和壓力傳感器的5L高壓釜內(nèi)，加入蔗糖342g、催化劑K0H3.74g、DMI62.33g(K0H與DMI混合成溶液)，氮氣置換5次，并抽真空至壓力為-0.08MPa，之后攪拌(轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn))升溫，溫度增至85°C時，加入75g環(huán)氧丙烷，反應(yīng)溫度控制在85±3°C，起始壓力0.25±0.02Mpa，反應(yīng)至壓力恒定時，然后升溫至105°C并抽真空老化4h。之后溫度控制在100°C，壓力控制在0.25MPa，將剩余830g環(huán)氧丙烷分成10批陸續(xù)加入，反應(yīng)至壓力不再變化后繼續(xù)老化Ih。最后在95°C下加入8g磷酸和37.5g水進行中和反應(yīng)，反應(yīng)40min后加入1.25g硅酸鎂、1.25g硅酸鋁吸附劑，攪拌20min后脫水干燥2h即得全蔗糖聚醚多元醇。
[0032]所合成聚醚具有下列性質(zhì):
[0033]外觀:棕黃至棕紅色透明液體
[0034]羥值:356mgK0H/g
[0035]25 O 的粘度:3892OmPas
[0036]官能度:7~8
[0037]pH:6.2-6.8
[0038]實施例3
[0039]在裝配有攪拌器、計量器、加熱溫控裝置、冷卻裝置(包括外夾套與內(nèi)蛇管)和壓力傳感器的5L高壓釜內(nèi)，加入蔗糖342g、催化劑K0H3.74g、DMI112.2g(K0H與DMI混合成溶液)，氮氣置換5次，并抽真空至壓力為-0.08MPa，之后攪拌(轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn))升溫，溫度增至85°C時，加入75g環(huán)氧丙烷，反應(yīng)溫度控制在85±3°C，起始壓力0.25±0.02Mpa，反應(yīng)至壓力恒定時，然后升溫至115°C并抽真空老化5h。之后溫度控制在110°C，壓力控制在
0.30MPa，將剩余830g環(huán)氧丙烷分成10批陸續(xù)加入，反應(yīng)至壓力不再變化后繼續(xù)老化lh。最后在95°C下加入8g磷酸和37.5g水進行中和反應(yīng)，反應(yīng)40min后加入1.25g硅酸鎂、1.25g硅酸鋁吸附劑，攪拌20min后脫水干燥2h即得全蔗糖聚醚多元醇。
[0040]所合成聚醚具有下列性質(zhì):
[0041]外觀:棕黃至棕紅色透明液體
[0042]羥值:366mgK0H/g
[0043]25。〇的粘度:4040011^&8
[0044]官能度:7~8
[0045]pH:6.2-6.8
[0046]由實施例1、2和3所制備的聚醚多元醇進行聚氨酯硬質(zhì)泡沫性能檢測，并與句容寧武高官能度聚醚多元醇NJ8238(官能度5.8，羥值370，蔗糖、二乙二醇混合起始劑)制備的聚氨酯硬質(zhì)泡沫作對比，測試結(jié)果見表1。
[0047]表1制備的聚氨酯硬質(zhì)泡沫的性能
[0048]

【權(quán)利要求】
1.一種全蔗糖型聚醚多元醇的制備方法，其特征在于:僅采用蔗糖為起始劑，催化劑KOH用1，3- 二甲基-2-咪唑啉酮進行溶劑化，再與環(huán)氧丙烷進行反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全蔗糖型聚醚多元醇的制備方法，其特征在于:蔗糖與環(huán)氧丙烷總量的重量比為:342:905。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全蔗糖型聚醚多元醇的制備方法，其特征在于:Κ0Η用量占起始劑、環(huán)氧丙烷總重量、催化劑三者重量之和的0.3%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全蔗糖型聚醚多元醇的制備方法，其特征在于:Κ0Η和1，3-二甲基-2-咪唑啉酮的質(zhì)量比為1: 10~30。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的全蔗糖型聚醚多元醇的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)向聚合釜內(nèi)加入蔗糖、KOH催化劑與DMI溶劑的混合溶液，氮氣置換，抽真空；之后攪拌升溫，加入部分環(huán)氧丙烷，然后真空老化； (2)聚合反應(yīng):加入余量的環(huán)氧丙烷；反應(yīng)至壓力恒定時繼續(xù)老化； (3)后處理過程:在95°C下加入磷酸和水進行中和反應(yīng)，中和完畢后加入吸附劑，攪拌后脫水干燥即得全蔗糖型聚醚多元醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全蔗糖型聚醚多元醇的制備方法，其特征在于:步驟(1)中，溫度增至85°C時，先加 入的環(huán)氧丙烷占起始劑、環(huán)氧丙烷總重量、催化劑三者重量之和的6%，反應(yīng)溫度控制在85±3°C，起始壓力0.25±0.02Mpa ;反應(yīng)至壓力恒定時，控制溫度在90-120°C，真空老化 3-5h。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全蔗糖型聚醚多元醇的制備方法，其特征在于:步驟(2)中，加入余量的環(huán)氧丙烷，控制溫度在100~130°C，最高壓力≤0.3Mpa ;繼續(xù)老化lh。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全蔗糖型聚醚多元醇的制備方法，其特征在于:步驟(3)中，所用吸附劑為硅酸鎂和硅酸鋁的混合物，用量為起始劑、環(huán)氧丙烷總重量、催化劑三者重量之和的0.2%，硅酸鎂和硅酸鋁的重量比為1:1。
【文檔編號】C08G65/28GK104072748SQ201410317225
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】劉軍, 馬海晶, 寧曉龍, 孫兆仁, 劉延良 申請人:山東一諾威新材料有限公司