本發(fā)明涉及一種低氣味高活性聚醚多元醇的精制方法,屬于聚醚多元醇技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
聚醚多元醇(簡稱聚醚)是合成聚氨酯樹脂的主要原料之一,而高活性聚醚多元醇是聚醚多元醇中應(yīng)用最多的種類之一,它具有反應(yīng)活性高的特點,制備得到的產(chǎn)品性能優(yōu)異、體感舒適,因此被越來越多的用在與人體接觸的物品中,如床墊、頸枕等。當(dāng)前,除了對產(chǎn)品的性能要求外,對其氣味的要求也越來越高。高活性聚醚多元醇一般是以甘油為起始劑,在堿金屬催化劑的作用下,與環(huán)氧化物(環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷或二者的共混物,再使用環(huán)氧乙烷封端)聚合得到粗聚醚,然后在精制階段用水和酸與粗聚醚中的堿金屬催化劑中和成鹽,再用吸附劑將堿金屬離子吸收,再干燥過濾將鹽和吸附劑除掉,制得高活性聚醚多元醇。
目前經(jīng)傳統(tǒng)生產(chǎn)和精制工藝得到的高活性聚醚的氣味較大,原因如下:一是參與聚合反應(yīng)的原料中的雜質(zhì)帶來的,或者是聚合反應(yīng)過程中,發(fā)生副反應(yīng)所生成的雜質(zhì);二是在后處理過程中產(chǎn)生的。精制工藝中為了將堿金屬催化劑除掉,使用磷酸和水中和成鹽,再用吸附劑將堿金屬離子除掉,但在酸性環(huán)境下容易產(chǎn)生副反應(yīng),產(chǎn)生醛類物質(zhì)(甲醛、乙醛、丙烯醛等)、酮類物質(zhì)、烯丙醇等物質(zhì),這些會在產(chǎn)品使用中給最終制品帶來很大的氣味。雖然已經(jīng)有公司嘗試過一些除掉聚醚氣味的方法,但效果并不明顯:比如對原料指標(biāo)嚴(yán)格要求,這樣會增加采購成本;在聚合反應(yīng)中嚴(yán)格控制在較低的反應(yīng)溫度減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生,這樣會延長反應(yīng)周期,且聚合反應(yīng)效果會受到影響;在后處理時用水和吸附劑進行多次處理,這樣可以除掉一部分的氣味,但用水量大、生產(chǎn)周期延長,生產(chǎn)效率降低;或者使用加入各種易揮發(fā)的助劑,目的是帶走氣味,但這些助劑會殘留在聚醚中,影響聚醚的使用效果。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種低氣味高活性聚醚多元醇的精制方法,具有工藝簡單、生產(chǎn)效率高、得到的產(chǎn)品氣味低的特點。
本發(fā)明所述的低氣味高活性聚醚多元醇的精制方法是將高活性粗聚醚多元醇加入到精制處理釜中,加水進行攪拌,然后在氮氣充壓下先加入精制吸附劑A進行攪拌,再加入精制吸附劑B進行攪拌,經(jīng)脫水干燥、過濾后,得到低氣味高活性聚醚多元醇。
其中:
所述高活性粗聚醚多元醇是以甘油為起始劑,在堿金屬催化劑作用下,與環(huán)氧化物(先與環(huán)氧丙烷或環(huán)氧丙烷與環(huán)氧乙烷的混合物反應(yīng),再使用環(huán)氧乙烷封端)進行聚合反應(yīng)而制得;其中,甘油和環(huán)氧化物的質(zhì)量比為92:4600-6400,堿金屬催化劑的用量為甘油和環(huán)氧化物總質(zhì)量的0.2-0.4%。
所述精制吸附劑A為酸式硅酸鎂,分子式為Mg(HSiO3)2,屬兩性化合物,具有酸堿兩性吸附能力,同時具有陽離子交換能力,另外,它是固體,比表面積大,具有脫酸、脫色及除味劑吸附金屬離子功能。
所述精制吸附劑B為合成硅酸鎂,分子式為2MgO.6SiO2.nH2O,具有優(yōu)良的吸附作用,與精制吸附劑A配合使用起輔助作用,吸附剩余少量的游離堿金屬離子和異味。
所述的水的加入量為高活性粗聚醚多元醇質(zhì)量的0.2-5%,加入溫度為60-100℃,優(yōu)選70-90℃,加水后攪拌0.5-1h。
所述的氮氣充壓至0.05-0.3MPa,加入占高活性粗聚醚多元醇質(zhì)量0.5-3%的精制吸附劑A。
所述加入精制吸附劑A時的溫度為70-130℃,優(yōu)選80-110℃;加入精制吸附劑A后攪拌0.5-1h。
所述精制吸附劑B的加入量為高活性粗聚醚多元醇質(zhì)量的0.05-0.5%,加入溫度為70-130℃,優(yōu)選80-110℃,加入精制吸附劑B后攪拌0.5-2h。
本發(fā)明有益效果如下:
(1)相比較傳統(tǒng)的使用磷酸和水,再加一種或兩種普通吸附劑的精制工藝,本發(fā)明通過采用酸式硅酸鎂、合成硅酸鎂和水配合對高活性粗聚醚進行精制處理,既可以像常規(guī)工藝那樣除掉堿金屬離子,保證聚醚指標(biāo)參數(shù)符合國家標(biāo)準(zhǔn),同時兩種精制吸附劑本身偏弱堿性,不會在精制階段產(chǎn)生新的醛類及其他雜質(zhì),同時能夠吸附聚合過程中生產(chǎn)的雜質(zhì)和異味,降低醛類物質(zhì)含量,從而降低產(chǎn)品氣味;
(2)兩種精制吸附劑都是固體,不溶于聚醚,能夠被過濾掉,不會在聚醚里殘留,避免影響聚醚的使用;
(4)和常規(guī)工藝比,該精制工藝縮短了處理的時間,從而提高生產(chǎn)效率。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步描述。
實施例1
室溫下于2.5L高壓反應(yīng)釜中加入甘油36.8g,KOH 3.76g,升溫至110℃,真空脫水4h,緩慢加入環(huán)氧丙烷1468g,控制反應(yīng)溫度110-115℃,反應(yīng)壓力小于0.20MPa,進行聚合反應(yīng),然后充氮氣至0.30MPa,內(nèi)壓反應(yīng)3h,然后緩慢加入環(huán)氧乙烷376g,控制反應(yīng)溫度110-115℃,反應(yīng)壓力小于0.20MPa,進行聚合反應(yīng),然后充氮氣至0.30MPa,內(nèi)壓反應(yīng)1h,然后真空脫氣1h,得到1880g高活性粗聚醚多元醇。
將上述得到的高活性粗聚醚多元醇轉(zhuǎn)移至精制處理釜,攪拌并控制溫度至80℃,加入水18.8g,保持80℃溫度攪拌0.5h,之后加入酸式硅酸鎂18.8g,用氮氣充壓至0.1MPa,保持80℃溫度攪拌0.5h,升溫至90℃,加入合成硅酸鎂1.9g,用氮氣沖壓至0.2MPa,保持90℃溫度攪拌0.5h,真空脫水2h,過濾后得到低氣味高活性聚醚多元醇,具體測試數(shù)據(jù)見表1。
實施例2
室溫下于2.5L高壓反應(yīng)釜中加入甘油36.8g,KOH 6.6g,升溫至110℃,真空脫水5h,緩慢加入環(huán)氧丙烷1767.2g,控制反應(yīng)溫度110-115℃,反應(yīng)壓力小于0.20MPa,進行聚合反應(yīng),然后充氮氣至0.30MPa,內(nèi)壓反應(yīng)3h,然后緩慢加入環(huán)氧乙烷396g,控制反應(yīng)溫度110-115℃,反應(yīng)壓力小于0.20MPa,進行聚合反應(yīng),然后充氮氣至0.30MPa,內(nèi)壓反應(yīng)1h,然后真空脫氣1h,得到2200g高活性粗聚醚多元醇。
將上述得到的高活性粗聚醚多元醇轉(zhuǎn)移至精制處理釜,攪拌并控制溫度至90℃,加入水88g,保持90℃溫度攪拌1h,升溫至100℃,加入酸式硅酸鎂44g,用氮氣沖壓至0.2MPa,保持100℃溫度攪拌1h,加入合成硅酸鎂4.4g,用氮氣沖壓至0.2MPa,保持100℃溫度攪拌1h,真空脫水2h,過濾后得到低氣味高活性聚醚多元醇,具體測試數(shù)據(jù)見表1。
實施例3
室溫下于2.5L高壓反應(yīng)釜中加入甘油30.7g,KOH 4.69g,升溫至110℃,真空脫水6h,緩慢加入環(huán)氧丙烷1782.7g,控制反應(yīng)溫度110-115℃,反應(yīng)壓力小于0.20MPa,進行聚合反應(yīng),然后充氮氣至0.30MPa,內(nèi)壓反應(yīng)3h,然后緩慢加入環(huán)氧乙烷320g,控制反應(yīng)溫度110-115℃,反應(yīng)壓力小于0.20MPa,進行聚合反應(yīng),然后充氮氣至0.30MPa,內(nèi)壓反應(yīng)1h,之后真空脫氣1h,得到2130g高活性粗聚醚多元醇。
將上述得到的高活性粗聚醚多元醇轉(zhuǎn)移至精制處理釜,攪拌并控制溫度至70℃,加入水54g,保持70℃溫度攪拌1h,然后升溫至110℃,加入酸式硅酸鎂32g,用氮氣沖壓至0.3MPa,保持110℃溫度攪拌0.5h,加入合成硅酸鎂10g,用氮氣沖壓至0.3MPa,保持110℃溫度攪拌2h,真空脫水2h,過濾后得到低氣味高活性聚醚多元醇,具體測試數(shù)據(jù)見表1。
表1實施例1-3制備的聚醚多元醇中醛類物質(zhì)測試指標(biāo)