一种聚醚多元醇的连续化制备方法技术

一种聚醚多元醇的连续化制备方法，它是在反应釜中投入含有ＤＭＣ催化剂的起始剂，用氮气扫除空气，抽真空、搅拌、升温，连续向反应釜中加入环氧化合物，使反应釜内达到诱导压力，当反应釜内温度上升、压力下降，继续向反应釜通入环氧化合物，保持反应釜内温度为９０～２００℃、压力－０．０５～１．０ＭＰａ。然后向反应釜内同时按比例连续加入含有双金属氰化物催化剂的起始剂和环氧化合物。当反应釜充满后，反应物流入老化釜继续反应，老化釜的温度保持在１００～１８０℃。聚醚多元醇产品由老化釜出料后进入产品储槽。本发明专利技术方法生产的聚醚多元醇分子量分布窄，不饱和度低，质量稳定，既可以由低分子量聚醚多元醇为加的起始剂，更可以直接用小分子多元醇做为加的起始剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制备聚醚多元醇的方法，具体的说，是一种连续化制备聚醚多元醇方法。
技术介绍
聚醚多元醇主要应用于聚氨酯材料领域，用于生产聚氨酯软泡、硬泡及聚氨酯涂料、 胶粘剂、密封胶、弹性体等制品，其消耗量占聚醚多元醇生产总量的80%左右。另外聚 醚多元醇还主要应用于生产泡沫稳定剂、消泡剂、破乳剂及润滑剂等方面。双金属氰化物(DMC)催化剂具有催化活性强，反应速度快，可以在较低温度下反 应等特点，由DMC制备的聚醚多元醇具有以下优点数均分子量调控的范围广，可以 制备高分子量聚醚多元醇；产品不饱和度低，可达0.005mmol/g以下，其中一元醇含量 极低，产品官能度接近理论值；分子量分布窄，粘度较低等。聚醚多元醇可使用多种方 法制得，主要分为间歇式方法和连续式方法。间歇式生产存在许多弊端，主要是反应槽 利用率低，生产周期长，各批次间的质量指标不稳定等。另外，在间歇法中，DMC催化聚合体系普遍存在一个缺点聚合时不能直接以丙二醇、丙三醇等小分子多元醇作为起始剂，否则将在反应初期有一个很长的诱导期。 一般需要由碱催化制备低分子量聚醚 多元醇作为起始剂。如实现聚醚多元醇的连续化生产，则能够在很大程度上提高设备的 利用率、縮短生产周期并降低生产的能耗。另外，连续化生产聚醚多元醇可以获得更稳 定的产品质量。随着聚氨酯工业的发展和新品的不断开发，对聚醚多元醇这一重要原料的质量也提 出了更高的要求。不饱和度是衡量聚醚多元醇质量的重要指标之一，在聚醚多元醇的合 成过程中存在环氧化物异构化生成烯丙醇的副反应，导致低相对分子质量的一元醇的生 成，从而降低了聚醚多元醇的平均分子质量和官能度。这种一元醇在聚氨酯材料合成中会起到多种不利的影响。如它限制了聚氨酯相对分子量的增长，对最终制品的物理和机械性能产生不良影响。它还会降低聚氨酯的耐候性，在紫外线照射下易产生降解等。 另外，分子量分布是聚合物分子链结构中链长多分散性的科学量度，能从较深层次上反 映聚醚多元醇的质量。聚醚多元醇产品的粘度与分子量、分子链的空间构型以及分子量 分布的宽窄关系很大，数均分子量相同时分子量分布宽的产品其粘度也就越大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，由该方法制备的聚醚多元 具有分子量分布窄，不饱和度低的特点。更为突出的是本专利技术提供了一种可以在DMC催 化剂催化下直接使用小分子多元醇为起始剂制备聚醚多元醇的方法。本专利技术中采用釜式反应器并应包括进料装置、反应釜、产品老化釜，选择性的添加 原料预混釜及产品后处理装置。产品老化釜可以选择单一釜，优先选择多个老化釜串联 使用，如图l所示。本专利技术的技术方案如下，它由下列步骤组成步骤1.在反应釜中投入含有双金属氰化物(DMC)催化剂的低分子量聚醚多元醇 作为起始剂，用氮气置换空气，抽真空、搅拌、升温至150 18(TC，从反应釜底部连续 加入环氧化合物，使反应釜内压力达到0.01 1.0MPa MPa，进行反应诱导，步骤2.当反应釜内温度上升、压力下降，反应诱导成功，继续向反应釜通入环氧 化合物，保持反应釜内温度为90 200°C、压力-0.05 1.0MPa，直至通入的环氧化合 物的质量达到目标产物的要求，步骤3.向反应釜内同时按比例连续加入含有双金属氰化物催化剂的起始剂和环 氧化合物，保持釜内的温度为90 180°C、压力-0.05 1.0MPa，步骤4.当反应釜充满后，反应物从反应釜顶部流出，从底部进入老化釜，继续反 应，老化釜的温度保持在100 180°C,步骤5.当老化釜充满后，聚醚多元醇产品连续地从老化釜顶部流出，进入产品储槽。上述的聚醚多元醇的连续化制备方法，所述的步骤2，优选的温度为100 180°C， 优选的压力为0 0.8 MPa。上述的聚醚多元醇的连续化制备方法，所述的步骤3，优选的温度为100 160'C， 优选的压力为0 0.8 MPa。上述的聚醚多元醇的连续化制备方法，所述的步骤2通入环氧化合物的质量可以根 据所需要制备的聚醚多元醇的分子量的大小进行调节。上述的聚醚多元醇的连续化制备方法，所述的步骤3中所加的起始剂是低分子量聚 醚多元醇，或是小分子多元醇。上述的聚醚多元醇的连续化制备方法，所述的步骤4，老化釜的优选温度为110 170°C。上述的聚醚多元醇的连续化制备方法，所述的步骤4，老化釜可以用多个老化釜串 联，以保证产品在反应系统中有足够的老化时间。上述的聚醚多元醇的连续化制备方法，所述的反应釜及老化釜最好具有外循环装 置，并配备循环泵使反应液能够按照要求的流向在其中循环。上述的聚醚多元醇的连续化制备方法，所述的反应釜及老化釜的外循环装置上可以 配备冷却系统，用于反应釜和老化釜内物料温度的控制。本专利技术原料的进料方式可以有多种。可以选择将环氧化物、催化剂、起始剂预混后 进料，更倾向于选择将原料分为两个物料流即环氧化物作为第一个物料流，催化剂与起 始剂的混合物作为第二物料流分别进料。本专利技术中环氧化物选择由反应釜上入口进料， 起始剂则可以选择经由反应釜入口进料，也可以选择经由外循环上入口进料。 上述使用的环氧化物为环氧乙烷、环氧丙烷或其不同比例的混合物。 本专利技术中起始剂分为两部分初始加入反应釜的起始剂A和连续补加的起始剂B。其中起始剂A为低分子量聚醚多元醇，其羟值在50 500mgKOH/g之间，需经过精制处 理，严格控制其中的K+、 Na+离子含量。只在整个反应系统运行初始阶段需要少量起始 剂A，反应系统启动后将不再需要加入起始剂A。起始剂B可以同起始剂A—样选用 低分子量聚醚多元醇，其羟值在50 500mgKOH/g之间，也需经过精制处理，严格控制 其中的K+、 Na+离子含量。更重要的是起始剂B也可以是小分子多元醇如丙二醇、二 丙二醇、乙二醇、 一缩乙二醇、甘油、三羟甲基丙垸等等，优选使用丙二醇、甘油。起 始剂B在反应系统启动后的连续化生产中需要不停的补加入反应釜中，所需量较大。上述使用的DMC催化剂浓度也根据起始剂分段为两种范围，在反应系统启动的阶 段，需要釜内的加聚反应在较快的速度下进行，此时可以选择较高的催化剂浓度，其范 围为5 200ppm，更好为5 100ppm,最好范围为10 40卯m。反应系统启动后在连续补 加起始剂、环氧化物的同时需补加催化剂，此时的催化剂在产品中的浓度可以较前一阶 段稍低。可预先将催化剂均匀分散于起始剂中，随起始剂连续的加入反应釜。本专利技术反应釜内压力选择在-0.05 1.0MPa之间，优选0~0.8MPa之间。在专利 CN1620474A中提出优选在较高的压力下反应，当反应体系内压力高于所用环氧化物在 该反应温度时的蒸汽压时可以做到反应体系内无气相反应，此时可以获得较窄的分子量 分布。但是这种高压反应在实际生产中很难实现和控制，本专利技术中我们在保证产品分子 量分布较窄的前提下倾向于选用接近实际生产的反应压力。本专利技术中反应温度的可选范围较宽，在反应系统启动阶段，为获得更快的反应速率 并縮短诱导期，选择在较高温度下诱导反应，且有实验发现，低温诱导所得聚醚多元醇 粘度稍大，分子量分布稍宽。这一阶段温度范围选择90 20(TC，优选100 18(TC。反应 启动完成且平稳补加环氧化物及起始剂后可以选择的温度范围由所需达到的产品质量 要求来定。产品的不饱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚醚多元醇的连续化制备方法，其特征是它由下列步骤组成：步骤１．在反应釜中投入含有双金属氰化物催化剂的低分子量聚醚多元醇作为起始剂，用氮气扫除空气，抽真空、搅拌、升温至１５０～１８０℃，从反应釜底部连续加入环氧化合物，使反应釜内压 力达到０．０１～１．０ＭＰａＭＰａ，进行反应诱导，步骤２．当反应釜内温度上升、压力下降，反应诱导成功，继续向反应釜通入环氧化合物，保持反应釜内温度为９０～２００℃、压力－０．０５～１．０ＭＰａ，直至通入的环氧化合物的质量达到目标 产物的要求，步骤３．向反应釜内同时按比例连续加入含有双金属氰化物催化剂的起始剂和环氧化合物，保持釜内的温度为９０～１８０℃、压力－０．０５～１．０ＭＰａ，步骤４．当反应釜充满后，反应物从反应釜顶部流出，从底部进入老化釜，继续 反应，老化釜的温度保持在１００～１８０℃，步骤５．当老化釜充满后，聚醚多元醇产品连续地从老化釜顶部流出，进入产品储槽。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔迎春，束庆宇，叶素芳，崔长伟，张振华，秦敦忠，
申请(专利权)人：江苏钟山化工有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]