一种低色度聚酯多元醇的合成工艺制造技术

技术编号:19383862 阅读:2 留言:0更新日期:2018-11-10 00:15
本发明专利技术提供了一种低色度聚酯多元醇的合成工艺,包括以下步骤:A)在惰性气体保护的条件下,以多元醇和多元酸或多元酸酐为原料,140~215℃,进行酯化反应,同时进行除水;B)至反应体系酸值降至20mgKOH/g以下,加入催化剂,调节温度为215~230℃,进行酯化反应,同时进行除水;C)至反应体系酸值降至2mgKOH/g以下,将反应体系压力由常压降至0.01MPa以下,真空除水,得到低色度聚酯多元醇;所述低色度聚酯多元醇的色度为APHA10以下。本发明专利技术通过调节聚酯多元醇制备过程中各阶段温度,对合成工艺、合成温度、程序控制、催化剂及用量与温度程序的匹配等进行了调整,制备的聚酯多元醇色度非常低。

Synthesis of a low chromaticity polyester polyol

The invention provides a synthesis process of low-chroma polyester polyols, which includes the following steps: A) under the condition of inert gas protection, esterification of polyols and polyacid or polyanhydride is carried out at 140-215 C, and dehydration is carried out at the same time; B) when the acid value of the reaction system is reduced to below 20 mg KOH/g, catalyst is added; The esterification reaction is carried out at 215-230 (?) C) until the acid value of the reaction system is reduced to less than 2 mg KOH/g, the pressure of the reaction system is reduced from normal pressure to less than 0.01 MPa, and the low-chroma polyester polyols are obtained by vacuum dewatering. The chroma of the low-chroma polyester polyols is less than APHA10. By adjusting the temperature of each stage in the preparation process of polyester polyols, the synthesis process, the synthesis temperature, the program control, the matching of catalyst and dosage with the temperature program are adjusted, and the chroma of the prepared polyester polyols is very low.

【技术实现步骤摘要】
一种低色度聚酯多元醇的合成工艺
本专利技术涉及化工
,尤其涉及一种低色度聚酯多元醇的合成工艺。
技术介绍
聚酯多元醇,通常是由有机二元羧酸(酸酐或酯)与多元醇(包括二醇)缩合(或酯交换)或由内酯与多元醇聚合而成。通常聚酯多元醇的合成需要在160℃-260℃高温反应下才能完成酯化反应,尽管反应全程是在高纯氮气保护下完成,但是微量残留的氧气会使酯化反应的反应物及产物氧化,使聚酯多元醇的产品变色黄化,经过系列实验,发现催化剂氧化也是产品变色的重要原因之一,所以控制酯化反应条件包括升温速度、升温程序,采用稳定催化剂和采用适当量的催化剂,是解决聚酯多元醇产品变色的关键工艺。目前,国内外常规聚酯多元醇的颜色标准为APHA50~200,这对于一般性使用如涂料、板材、胶黏剂等无太大表面和应用上的影响,但是在一些高端应用领域,特别是表观表现较重要的应用领域,如牙齿正畸隐形模片,APHA要求低于20,甚至酯化后产品的颜色几乎无任何变化,与纯净水一样透明无色,这对工业化大规模生产的多元醇酯化工艺是一个难度较大的挑战。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术要解决的技术问题在于提供一种低色度聚酯多元醇的合成工艺,制备的聚酯多元醇APHA仅10以下。本专利技术提供了一种低色度聚酯多元醇的合成工艺,包括以下步骤:A)在惰性气体保护的条件下,以多元醇和多元酸或多元酸酐为原料,140~215℃,进行酯化反应,同时进行除水;B)至反应体系酸值降至20mgKOH/g以下,加入催化剂,调节温度为215~230℃,进行酯化反应,同时进行除水;C)至反应体系酸值降至2mgKOH/g以下,将反应体系压力由常压降至0.01MPa以下,真空除水,得到低色度聚酯多元醇;所述低色度聚酯多元醇的色度为APHA10以下。优选的,所述步骤A)具体为:a1)多元醇和多元酸或多元酸酐混合均匀后,反应体系由室温升温至140℃,体系开始缓慢出水;a2)待体系出水速度减慢时,将反应体系升温至140~180℃,体系快速出水;a3)待体系出水速度减慢时,将反应体系升温至180~215℃,继续反应并除水。优选的,所述步骤a1)中,升温速度为3~6℃/分钟;所述步骤a2)中,升温速度为8~10℃/分钟;所述步骤a3)中,升温速度为1~3℃/分钟。优选的,所述步骤B)中,调节温度的速度为1~5℃/分钟。优选的,所述步骤C)中,真空除水的温度为200~220℃。优选的,所述多元醇为C2~50的二官能度或多官能度的多元醇;所述多元酸为C2~20的二官能度或多官能度的多元酸,或C6~20的芳香族二官能度或多官能度的多元酸;所述多元酸酐为C2~20的二官能度或多官能度的多元酸酐,或C6~20的芳香族二官能度或多官能度的多元酸酐。优选的,所述多元醇为乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、1,4-二羟甲基环己烷、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、甘油、聚乙二醇、聚丙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二(三羟甲基丙烷)、双季戊四醇,及以上多元醇烷氧基化的产物中的一种或多种;所述多元酸为邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、己二酸、丁二酸、戊二酸、癸二酸、辛二酸、壬二酸、苯均四酸、1,4-环己二羧酸和1,12-十二烷二羧酸中的一种或多种;所述多元酸酐为邻苯二甲酸酐、马来酸酐、均苯四酸二酐和偏苯三酸酐中的一种或多种。优选的,所述催化剂为二丁基氧化锡或四正丁基钛。优选的,所述催化剂的用量为小于等于10ppm。优选的,制备的低色度聚酯多元醇羟值为10~325mgKOH/g。本专利技术通过调节聚酯多元醇制备过程中的各阶段温度,对合成工艺、合成温度、程序控制、催化剂及用量与温度程序的匹配等进行了调整,大大降低了原料损耗及产品的APHA值,可精确控制产品酸值和羟值。制备的聚酯多元醇的色度可达APHA10以下。附图说明图1为本专利技术实施例1~4采用的反应装置示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种低色度聚酯多元醇的合成工艺,包括以下步骤:A)在惰性气体保护的条件下,以多元醇和多元酸或多元酸酐为原料,140~215℃,进行酯化反应,同时进行除水;B)至反应体系酸值降至20mgKOH/g以下,加入催化剂,调节温度为215~230℃,进行酯化反应,同时进行除水;C)至反应体系酸值降至2mgKOH/g以下,将反应体系压力由常压降至0.01MPa以下,真空除水,得到低色度聚酯多元醇;所述低色度聚酯多元醇的色度为APHA10以下。在本专利技术的一些具体实施例中,上述合成工艺的反应装置示意图如图1所示,其中,1为加热装置,2为温度计,3为加料口,4为搅拌装置,5为精馏装置,6为回流冷凝装置。本专利技术通过调节聚酯多元醇制备过程中的各阶段温度,对合成工艺、合成温度、程序控制、催化剂及用量与温度程序的匹配等进行了调整,大大降低了原料损耗及产品的APHA值,可精确控制产品酸值和羟值。制备的聚酯多元醇的色度可达APHA10以下。本专利技术为了避免反应产物被氧化,反应在惰性气体的保护下进行,所述惰性气体可以为本领域技术人员熟知的适用于反应体系保护的惰性气体,如氮气等。本专利技术以多元醇和多元酸或多元酸酐为原料,进行酯化反应,制备聚酯多元醇。所述多元醇优选为C2~50的二官能度或多官能度的多元醇,更优选为C2~20的二官能度或多官能度的多元醇;在本专利技术的一些具体实施例中,所述多元醇具体为乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、1,4-二羟甲基环己烷、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、甘油、聚乙二醇、聚丙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二(三羟甲基丙烷)、双季戊四醇,及以上多元醇烷氧基化的产物中的一种或多种。所述多元酸优选为C2~20的二官能度或多官能度的多元酸,或C6~20的芳香族二官能度或多官能度的多元酸;在本专利技术的一些具体实施例中,所述多元酸具体为邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、己二酸、丁二酸、戊二酸、癸二酸、辛二酸、壬二酸、苯均四酸、1,4-环己二羧酸和1,12-十二烷二羧酸中的一种或多种。所述多元酸酐优选为C2~20的二官能度或多官能度的多元酸酐,或C6~20的芳香族二官能度或多官能度的多元酸酐;在本专利技术的一些具体实施例中,所述多元酸酐具体为邻苯二甲酸酐、马来酸酐、均苯四酸二酐和偏苯三酸酐中的一种或多种。所述多元醇与多元酸或多元酸酐的配比按照化学计量比即可,本专利技术并无特殊限定。本专利技术的酯化反应体系中,无任何溶剂,反应副产物为水,为了使反应向正反应方向进行,本专利技术在酯化反应的同时,进行除水操作。本专利技术对所述除水的具体方法并无特殊限定,可以为本领域技术人员熟知的除水方法,如蒸馏、精馏等。在本专利技术的一些具体实施例中,所述步骤A)具体为:a1)多元醇和多元酸或多元酸酐混合均匀后,反应体系由室温升温至140℃,体系开始缓慢出水;a2)待体系出水速度减慢时,将反应体系升温至140~180℃,体系快速出水;a3)待体系出水速度减慢时,将反应体系升温至180~215℃,继续反应并除水。所述步骤a1)中,升温速度优选为3~6℃/分钟,更优选为3~5℃/分钟,在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低色度聚酯多元醇的合成工艺,包括以下步骤:A)在惰性气体保护的条件下,以多元醇和多元酸或多元酸酐为原料,140~215℃,进行酯化反应,同时进行除水;B)至反应体系酸值降至20mgKOH/g以下,加入催化剂,调节温度为215~230℃,进行酯化反应,同时进行除水;C)至反应体系酸值降至2mgKOH/g以下,将反应体系压力由常压降至0.01MPa以下,真空除水,得到低色度聚酯多元醇;所述低色度聚酯多元醇的色度为APHA10以下。

【技术特征摘要】
1.一种低色度聚酯多元醇的合成工艺,包括以下步骤:A)在惰性气体保护的条件下,以多元醇和多元酸或多元酸酐为原料,140~215℃,进行酯化反应,同时进行除水;B)至反应体系酸值降至20mgKOH/g以下,加入催化剂,调节温度为215~230℃,进行酯化反应,同时进行除水;C)至反应体系酸值降至2mgKOH/g以下,将反应体系压力由常压降至0.01MPa以下,真空除水,得到低色度聚酯多元醇;所述低色度聚酯多元醇的色度为APHA10以下。2.根据权利要求1所述的合成工艺,其特征在于,所述步骤A)具体为:a1)多元醇和多元酸或多元酸酐混合均匀后,反应体系由室温升温至140℃,体系开始缓慢出水;a2)待体系出水速度减慢时,将反应体系升温至140~180℃,体系快速出水;a3)待体系出水速度减慢时,将反应体系升温至180~215℃,继续反应并除水。3.根据权利要求2所述的合成工艺,其特征在于,所述步骤a1)中,升温速度为3~6℃/分钟;所述步骤a2)中,升温速度为8~10℃/分钟;所述步骤a3)中,升温速度为1~3℃/分钟。4.根据权利要求1所述的合成工艺,其特征在于,所述步骤B)中,调节温度的速度为1~5℃/分钟。5.根据权利要求1所述的合成工艺,其特征在于,所述步骤C)中,真空除水的温度为200~220℃。6.根据权利要求1所述的合成工艺,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:殷锐
申请(专利权)人:吉林博尔士兰新材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:吉林,22

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