一种连续制备聚合物多元醇的方法技术

本发明专利技术公开了一种连续制备聚合物多元醇的方法，将乙烯基单体、溶剂、分散体、基础聚醚多元醇和自由基引发剂向两个或三个以上串联的反应釜中的第一个反应釜进料、混合和聚合反应，当反应釜物料溢流进入下一个反应釜的管道时，将自由基引发剂加入所述下一个反应釜的管道中混合，然后进入所述下一个反应釜继续聚合反应，从最后一个反应釜溢流获得聚合物多元醇。此方法提高了乙烯基单体的转化率，减轻后期脱单（残留的乙烯基单体）压力，降低聚合物多元醇产品中的挥发物质含量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备聚合物多元醇的方法，特别涉及一种连续制备聚合物多元醇的方法。
技术介绍
聚合物多元醇(POP)是随聚氨酯泡沫塑料领域的发展涌现出的一种新型聚醚原料。它作为一种固体有机填料用在聚氨酯泡沫塑料中可提高聚氨酯泡沫的硬度，改进泡沫综合性能，主要用来生产高承载、高回弹块状泡沫、模塑软泡等，用于汽车座垫、靠背、家具垫材、床垫及汽车饰件等。聚合物多元醇是以聚醚多元醇为基础，通过自由基原位聚合将乙烯基单体接枝于液态聚醚中制备而成，常用的接枝单体有丙烯腈(AN)，苯乙烯(SM)，甲基丙烯酸甲酯，羟烷基丙烯酸酯，氯乙烯等，工业中最常用的是丙烯腈和苯乙烯，所制得的产物是不透明的，通常是乳白色的。生产聚合物多元醇的工艺主要有间歇法、半间歇法和连续法工艺。连续法生产工艺适合单一品种、大规模的聚合物多元醇生产，相比间歇法和半间歇法的生产工艺，其产品质量稳定，在相同固含量下产品的粘度更低，有利于产品的输送和使用，是目前生产聚合物多元醇的主要生产工艺。在连续法生产高固含量(固含量40％以上)聚合物多元醇的工艺中，反应结束后，乙烯基单体未参与反应的残留量一般在2～5％。中国专利200810152329.4涉及一种高固含量低粘度聚合物多元醇的制备方法，其乙烯基转化率在97％左右，最高98.2％，没有参与反应残留的乙烯基单体通常在100-150℃下，真空脱除的方式从聚合物多元醇的成品中分离出来经环保处理后排放，这对动辄数万吨级的聚合物多元醇生产装置的三废处理带来较大的压力，且高温下的真空脱除残留乙烯基单体增大了能耗。
技术实现思路
本专利技术提供了一种连续制备聚合物多元醇的方法，将乙烯基单体、溶剂、分散体、基础聚醚多元醇和自由基引发剂向两个或三个以上串联的反应釜中的第一个反应釜进料、混合和聚合反应，当反应釜物料溢流进入下一个反应釜的管道时，将自由基引发剂加入所述下一个反应釜的管道中混合，然后进入所述下一个反应釜继续聚合反应，从最后一个反应釜溢流获得聚合物多元醇。此方法提高了乙烯基单体的转化率，减轻后期脱单(残留的乙烯基单体)压力，降低聚合物多元醇产品中的挥发物质含量。本专利技术采用以下技术方案来解决以上技术问题：一种连续制备聚合物多元醇的方法，将乙烯基单体、溶剂、分散体、基础聚醚多元醇和自由基引发剂向两个或三个以上串联的反应釜中的第一个反应釜进料、混合和聚合反应，当反应釜物料溢流进入下一个反应釜的管道时，将自由基引发剂加入所述下一个反应釜的管道中混合，然后进入所述下一个反应釜继续聚合反应，从最后一个反应釜溢流获得聚合物多元醇。优选的，从最后一个反应釜溢流获得的聚合物多元醇再经真空蒸馏，其目的是将挥发性成分特别是溶剂和残余单体汽提除去，获得纯的聚合物多元醇。如反应釜为两个串联的反应釜，连续制备聚合物多元醇的方法如下：将乙烯基单体、溶剂、分散体、基础聚醚多元醇和自由基引发剂向两个串联的反应釜中的第一个反应釜进料、混合和聚合反应，当第一个反应釜物料溢流进入第二个反应釜的管道时，将自由基引发剂加入所述第二个反应釜的管道中混合，然后进入第二个反应釜继续聚合反应，从第二个反应釜溢流获得聚合物多元醇。两个串联的反应釜可以是搅拌釜式反应器，体积可以相同也可以不相同，没有特别限制。优选的，从第二个反应釜溢流获得的聚合物多元醇再经真空蒸馏，其目的是将挥发性成分特别是溶剂和残余单体汽提除去，获得纯的聚合物多元醇。优选的，所述聚合反应的温度为90℃以上，更优选100-130℃。优选的，连续制备聚合物多元醇时先将反应釜中的反应物充分混合，停留时间至少为40分钟。该聚合反应可以在操作温度下建立的与外届隔离开体系的压力下进行，相对压力范围是0.2～0.5MPa。优选的，所述获得聚合物多元醇的固体含量为20-60％，更优选为35-50％。优选的，所述乙烯基单体为苯乙烯和丙烯腈的混合物，重量比为40：60-80：20。优选的，所述溶剂选自苯、甲苯、乙苯、二甲苯、己烷、异丙醇、正丁醇、2-丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯或硫醇中的一种或多种，用量为乙烯基单体、分散体和基础聚醚多元醇总重量的4～10％。优选的，所述分散体为由至少三官能度聚醚多元醇与马来酸酐进行酯化反应，通过环氧乙烷封端制得，用量为乙烯基单体、分散体和基础聚醚多元醇总重量的3～8％。所述乙烯基单体、分散体和基础聚醚多元醇总重量为第一个反应釜的加入量。优选的，所述基础聚醚多元醇为环氧化合物开环聚合的聚醚多元醇，数均分子量为500-20000，羟基官能度为1-8，环氧乙烷重量含量为5-25％，用量为乙烯基单体、分散体和基础聚醚多元醇总重量的40～80％。所述乙烯基单体、分散体和基础聚醚多元醇总重量为第一个反应釜的加入量。优选的，所述自由基引发剂为有机过氧化物、过羧酸酯或脂肪偶氮化合物的一种或多种，如1,1－双(叔戊基过氧)环己烷、过氧化苯甲酰、过氧化癸酰、过辛酸叔丁酯、过氧化2-乙基己酸叔戊酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯。优选的，第一次加入的自由基引发剂的用量为乙烯基单体、分散体和基础聚醚多元醇总重量的0.2-0.5％，其它次加入的自由基引发剂的用量为乙烯基单体、分散体和基础聚醚多元醇总重量的0.05～0.5％，更优选0.1～0.3％。所述乙烯基单体、分散体和基础聚醚多元醇总重量为第一个反应釜的加入量。上述任一连续制备聚合物多元醇的方法，将自由基引发剂和基础聚醚多元醇混合成均匀液体或悬浮液加入所述下一个反应釜的管道中。在自由基引发剂和基础聚醚多元醇共同作用下更有利于乙烯基单体转化率的提高。优选的，加入所述下一个反应釜的管道中的自由基引发剂和加入所述下一个反应釜的管道中的基础聚醚多元醇的质量比为1:5～1:50，更优选1:10～1:20。优选的，加入所述下一个反应釜的管道中的基础聚醚多元醇为环氧化合物开环聚合的聚醚多元醇，数均分子量为500-20000，羟基官能度为1-8，环氧乙烷重量含量为5-25％。本专利技术至少具有以下有益效果之一：1、本专利技术中，将乙烯基单体、溶剂、分散体、基础聚醚多元醇和自由基引发剂向两个或三个以上串联的反应釜中的第一个反应釜进料、混合和聚合反应，当第一个反应釜物料溢流进入第二个反应釜的管道时，将自由基引发剂加入所述第二个反应釜的管道中，与第一个反应釜溢流出的物料在所述第二个反应釜的管道中进行混合，然后进入第二个反应釜，使第一个反应釜中未反应完的乙烯基单体在第二个反应釜中继续反应，从而提高了乙烯基单体的转化率；将自由基引发剂和基础聚醚多元醇混合成均匀液体或悬浮液加入下一个反应釜的管道中，在自由基引发剂和基础聚醚多元醇共同作用下更有利于乙烯基单体转化率的提高，可使乙烯基单体转化率大于99％，减轻后期脱单压力，降低聚合物多元醇产品中的挥发物质含量；2、本专利技术制得的聚合物多元醇不含能够沉积和过滤的粗颗粒，并且具有较低的粘度，在相同的固含量下具有较宽的平均粒度，同时具有较低的粘度；3、本专利技术方法制备的聚合物多元醇适合用于生产所有类型的聚氨酯树脂、特别是软质聚氨酯泡沫塑料，使用其制得的聚氨酯泡沫的断裂伸长率高，压缩硬度高，拉伸强度高。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续制备聚合物多元醇的方法，将乙烯基单体、溶剂、分散体、基础聚醚多元醇和自由基引发剂向两个或三个以上串联的反应釜中的第一个反应釜进料、混合和聚合反应，其特征在于，当反应釜物料溢流进入下一个反应釜的管道时，将自由基引发剂加入所述下一个反应釜的管道中混合，然后进入所述下一个反应釜继续聚合反应，从最后一个反应釜溢流获得聚合物多元醇。

【技术特征摘要】
1.一种连续制备聚合物多元醇的方法，将乙烯基单体、溶剂、分散体、基础聚醚多元醇和自由基引发剂向两个或三个以上串联的反应釜中的第一个反应釜进料、混合和聚合反应，其特征在于，当反应釜物料溢流进入下一个反应釜的管道时，将自由基引发剂加入所述下一个反应釜的管道中混合，然后进入所述下一个反应釜继续聚合反应，从最后一个反应釜溢流获得聚合物多元醇。2.根据权利要求1所述的连续制备聚合物多元醇的方法，其特征在于，从最后一个反应釜溢流获得的聚合物多元醇再经真空蒸馏。3.根据权利要求1所述的连续制备聚合物多元醇的方法，其特征在于，所述聚合反应的温度为90℃以上。4.根据权利要求1所述的连续制备聚合物多元醇的方法，其特征在于，所述获得聚合物多元醇的固体含量为20-60wt％。5.根据权利要求1所述的连续制备聚合物多元醇的方法，其特征在于，所述乙烯基单体为苯乙烯和丙烯腈的混合物，重量比为40：60-80：20。6.根据权利要求1所述的连续制备聚合物多元醇的方法，其特征在于，所述溶剂选自苯、甲苯、乙苯、二甲苯、己烷、异丙醇、正丁醇、2-丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯或硫醇中的一种或多种，用量为乙烯基单体、分散体和基础聚醚多元醇总重量的4～10％。7.根据权利要求1所述的连续制备聚合物多元醇的方法，其特征在于，所述分散体为由至少三官能度聚醚多元醇与马来酸酐进行酯化反应，通过环氧乙烷封端制得，用量为乙烯基单体、分散体和基础聚醚多元醇总重量的3～8...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋虹霞，潘建华，郑银才，杨正勇，沈立飞，夏军，周耀华，陈颂义，邵知寅，
申请(专利权)人：中国石油化工集团公司，
类型：发明
国别省市：北京;11