[發(fā)明專利]耐220℃高溫全水發(fā)泡聚氨酯用聚醚多元醇的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410318755.6
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN104086764A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉軍;寧曉龍;馬海晶;孫兆仁;劉延良
• 申請（專利權(quán)）人: 山東一諾威新材料有限公司
• 主分類號: C08G65/28
• 分類號: C08G65/28;C08G18/48
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚醚多元醇合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐220℃高溫全水發(fā)泡聚氨酯用聚醚多元醇的制備方法。

背景技術(shù)

聚氨酯泡沫塑料由于具有優(yōu)異的保溫隔熱性能、極低的吸濕和防潮性能、方便的成型性能等優(yōu)點，已經(jīng)普遍應(yīng)用于各類油、氣、水等輸送管道的保溫隔熱施工中。目前普遍應(yīng)用的硬質(zhì)聚氨酯泡沫絕大多數(shù)使用氟利昂、141b等發(fā)泡劑，這類發(fā)泡劑由于對大氣層有破壞作用，必將逐步被取代。全水發(fā)泡體系由于發(fā)泡過程中只生成二氧化碳，成為最具有環(huán)保特性的發(fā)泡體系。由于一般的硬質(zhì)聚氨酯泡沫耐溫性能較差，使其在耐高溫領(lǐng)域的應(yīng)用受到了極大的限制，目前市面上的絕大部分硬質(zhì)聚氨酯泡沫材料在應(yīng)用過程中最多可耐150℃高溫，在一些200℃的過熱蒸汽管路、熱油管路等的隔熱保溫應(yīng)用中將無法滿足要求。另外，全水發(fā)泡體系與常規(guī)體系相比，存在粘度較大、尺寸穩(wěn)定性較差等缺點。

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。常規(guī)的硬泡聚醚多元醇由于不具備耐高溫老化的特性，用于制備耐高溫全水型硬質(zhì)聚氨酯泡沫往往達不到耐溫要求，而且使用單一品種聚醚往往造成物料粘度過大，工藝性欠佳，必須使用復(fù)合聚醚體系才能達到較低的粘度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種耐220℃高溫全水發(fā)泡聚氨酯用聚醚多元醇的制備方法，本發(fā)明操作工藝簡單，成本低，制備的聚醚多元醇具有極佳的耐高溫性能，同時具有較低的粘度，其可以單獨作為主聚醚直接應(yīng)用于耐高溫全水發(fā)泡硬質(zhì)聚氨酯體系。

本發(fā)明所述的耐220℃高溫全水發(fā)泡聚氨酯用聚醚多元醇的制備方法，是以復(fù)合起始劑與環(huán)氧丙烷為主要原料進行開環(huán)反應(yīng)，復(fù)合起始劑為季戊四醇、三羥甲基丙烷(TMP)及甲基鄰苯二胺(TDA)的混合物。

所述季戊四醇、三羥甲基丙烷及甲基鄰苯二胺三者的重量比為：272：40.2：36.6。

所述復(fù)合起始劑與環(huán)氧丙烷總量的重量比為348.8：950～1100。

所述的耐220℃高溫全水發(fā)泡聚氨酯用聚醚多元醇的制備方法，具體步驟如下：

(1)加料：將復(fù)合起始劑加入到裝配有攪拌器、計量器、加熱溫控裝置、冷卻裝置和壓力傳感器的高壓反應(yīng)釜內(nèi)，加入堿金屬氫氧化物作催化劑，氮氣置換3～5次；

(2)聚合反應(yīng)：加入一部分環(huán)氧丙烷后升溫攪拌反應(yīng)；然后升溫，將剩余環(huán)氧丙烷分成8-10批陸續(xù)加入至反應(yīng)體系中反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后熟化；

(3)后處理：對反應(yīng)熟化完畢的產(chǎn)物采用磷酸水溶液進行中和反應(yīng)；向中和完畢后的產(chǎn)物中加入復(fù)合硅酸鹽吸附劑脫除K⁺，并于真空下脫水，脫水時保證真空度在-0.08Mpa以下，脫水時間大于2h，脫水后對其進行過濾，最后向其中加入復(fù)合高效抗氧劑，得到無色透明液體產(chǎn)物。

所述堿金屬氫氧化物為氫氧化鉀和微量氫氧化鋰的混合物，二者重量比約為100:1。堿金屬氫氧化物用量占起始劑、環(huán)氧丙烷總量、催化劑三者重量之和的0.3～0.5％。

先加入的環(huán)氧丙烷量占起始劑、環(huán)氧丙烷總量、催化劑三者重量之和的5～6％。

步驟(2)中，在80～85℃，壓力0.1～0.4MPa下攪拌反應(yīng)2小時；之后升溫至110～120℃，壓力控制在0.1～0.6MPa；加入剩余環(huán)氧丙烷后，反應(yīng)時間4～10小時；反應(yīng)后熟化1.5～3.5小時。

步驟(3)中，中和反應(yīng)的溫度為85～100℃，時間為1小時，中和到pH為5～7。

復(fù)合硅酸鹽為硅酸鎂和硅酸鋁的混合物，兩者重量比為1:1，復(fù)合硅酸鹽用量占起始劑、環(huán)氧丙烷總量、催化劑三者重量之和的0.2～0.3％。

所述復(fù)合高效抗氧劑為無BHT液體酚類復(fù)合型抗氧劑，其用量占起始劑、環(huán)氧丙烷總量、催化劑三者重量之和的0.3～0.5％。優(yōu)選為Chic?PU3338和Chic?F96(上海奇克氟硅材料有限公司，市售產(chǎn)品)的混合物，兩者重量比為1:2～2:1。

本發(fā)明制備的耐220℃高溫全水發(fā)泡聚氨酯用聚醚多元醇，其羥值為370-410mgKOH/g，官能度為3.5～3.7，粘度為800～1500mpas/25℃。

本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明操作工藝簡單，原料易得，揮發(fā)低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)成本低；

(2)本發(fā)明通過合理的起始劑選擇、合適的配方設(shè)計和工藝控制、合理的抗氧劑選擇，得到的聚醚產(chǎn)品具有無色透明的外觀，較低的粘度，可以單獨作為主聚醚直接應(yīng)用于耐高溫全水發(fā)泡硬質(zhì)聚氨酯體系；