[發明專利]一種可釋放二氧化碳聚脲多元醇的制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010199861.2
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111303380B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 李付國;劉洋;秦承群;鞠昌迅;劉斌;呂樹衛
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: C08G18/78
• 分類號: C08G18/78;C08G18/66;C08G18/32;C08G18/48;C08J9/08;C08G101/00
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本發明提供一種可釋放二氧化碳的聚脲多元醇的制備方法。采用的原料為聚醚多元醇、水合肼和二異氰酸酯，包含下述步驟：(1)將聚醚多元醇與肼混合均勻得到混合物；(2)在混合物中加入二異氰酸酯反應；(3)脫除產物中的殘余二異氰酸酯單體，得到聚脲多元醇。該聚脲多元醇在制備聚氨酯泡沫時可以釋放出二氧化碳，從而降低發泡劑的使用量，且所獲泡沫具有高硬度。

技術領域

本發明屬于聚氨酯領域，具體涉及一種可釋放二氧化碳聚脲多元醇的制備方法和應用。

背景技術

聚氨酯泡沫體通過在發泡劑存在下與多異氰酸酯和多元醇反應進行制備，為了改進承載性和其它性能，開發了各種改性多元醇產品。常用的類型有聚合物顆粒在多元醇中的分散體，如聚脲顆粒分散體(PHD多元醇)，其是白色或米色粘稠液體，主要用于模塑產品，除了具有普通POP(聚合物多元醇)的特點外，還有許多其它的優點：阻燃性能好、泡沫承載負荷高、增加泡沫初始凝膠速度快、泡沫穩定性好。

在現有技術中，制備聚脲多元醇一般采用兩種方法：間歇式或連續式生產方法。間歇式生產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，如US3325421介紹，粘度較高，固含量10％，粘度在10,000mPa·s/25℃以上；連續式生產方法主要是同時將多元胺、多元醇和異氰酸酯分別通過泵以不同的速度，打入混合器，經高速攪拌而瞬間混合反應，再經脫單得到產品。US4089835公開了連續法生產固含量為10％的聚脲多元醇，粘度在2500mPa·s/25℃左右。但是這些方法制備的聚脲多元醇，沒有提到可以釋放二氧化碳的功能，對下游泡沫的物理性能改善效果也不明顯。

因此，出于降低發泡劑用量和提高泡沫應用性能考慮，需要開發一種可釋放二氧化碳、改善下游泡沫應用性能的聚脲多元醇，用于聚氨酯泡沫的合成。

發明內容

本發明的目的在于提供一種聚脲多元醇的制備方法和應用，更具體地，本發明涉及可以在發泡過程中產生二氧化碳的聚脲多元醇的制備工藝，由其制備聚氨酯泡沫時可以釋放出二氧化碳，進而降低發泡劑的使用量，并且提高泡沫硬度。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種可釋放二氧化碳的聚脲多元醇的制備方法，所述方法包含如下步驟：

(1)將聚醚多元醇與肼混合均勻得到混合物；

(2)在步驟(1)混合物中加入二異氰酸酯反應；

(3)脫除步驟(2)產物中的殘余二異氰酸酯單體，得到聚脲多元醇。

本發明中，步驟(1)所述聚醚多元醇是以官能度2～6的小分子多元醇為起始劑，經環氧丙烷和環氧乙烷開環聚合后得到的聚醚多元醇；優選的，所述環氧乙烷占環氧乙烷和環氧丙烷總重的5％～20％，優選環氧乙烷所占8％～15％；優選的，所述聚醚多元醇的羥值為10～80mgKOH/g，優選20～40mgKOH/g。

本發明中，步驟(1)所述肼是無水肼和/或水合肼，優選水合肼。

在一種實施方案中，所述步驟(1)將聚醚多元醇與肼混合均勻，可以選擇本領域所熟知的攪拌、噴射、超聲、研磨等操作，優選通過攪拌方式；混合時間優選1～15分鐘。

在另一種實施方案中，所述步驟(1)中可根據需要加入溶劑或是分散劑，可選的如水、低級醇、芳香烴、酮、酯、酰胺、飽和脂肪烴和氯代烷中的一種或多種，優選水、甲苯、乙酸乙酯、丙酮和苯中的一種或多種。

本發明中，步驟(2)所述二異氰酸酯為含有氧雜二嗪酮結構的二異氰酸酯A，或二異氰酸酯A與二異氰酸酯B的混合物，優選二異氰酸酯A與二異氰酸酯B的混合物。

本發明中，所述的二異氰酸酯A為含有C6～C12烷基取代基團的異氰酸酯與二氧化碳反應得到；優選的，所述二異氰酸酯A由己二異氰酸酯、環己烷甲基二異氰酸酯和四甲基丁二異氰酸酯中的一種或多種與二氧化碳反應得到。