提高聚醚多元醇合成过程中环氧丙烷转化率的方法技术

本发明专利技术属于聚醚多元醇合成技术领域，具体的涉及一种提高聚醚多元醇合成过程中环氧丙烷转化率的方法。通过低温段聚合反应：将起始剂加入反应釜内，加入胺类催化剂，升温至70～95℃，滴加环氧丙烷，进行熟化反应；中温段聚合反应：升温至105～115℃，滴加环氧丙烷，进行熟化直至釜内压力为负压；高温段聚合反应：将小分子胺类加入反应釜内，升温至120～150℃，滴加环氧丙烷，氮气补压后进行熟化反应；熟化完毕，抽真空脱除未反应的环氧丙烷单体，得到聚醚多元醇。本发明专利技术通过在聚醚多元醇的合成过程后期引入小分子胺类，消耗残留PO的同时增加反应活性，降低聚醚中的PO残余；本方法工艺简单，环氧丙烷残留量少，收率高，生产效率高，经济效益和环保效益好。

A method for improving the conversion of propylene oxide in the synthesis of polyether polyol

The invention belongs to the technical field of polyether polyol synthesis, and specifically relates to a method for improving the conversion rate of propylene oxide in the process of polyether polyol synthesis. By low temperature polymerization: reaction initiator into a reaction kettle, adding amine catalyst, heating to 70~95 Deg. C, adding epoxy propane, curing reaction; temperature polymerization reaction is heated to 105~115 DEG C, adding propylene oxide, the pressure vessel is negative until ripening; high temperature polymerization: small molecular amine into a reaction kettle, heating to 120~150 Deg. C, adding propylene oxide, nitrogen fill pressure after curing reaction; after curing, epoxy propane monomer vacuum removing unreacted, obtained polyether polyol. In the late process of synthesis of polyether polyol into small molecular amine, consumption of residual PO and increase reaction activity, reduce the residual PO in polyether; this method has the advantages of simple process, low residual propylene oxide, high yield, high production efficiency, economic benefits and environmental benefits.

【技术实现步骤摘要】
提高聚醚多元醇合成过程中环氧丙烷转化率的方法
本专利技术属于聚醚多元醇合成
，具体的涉及一种提高聚醚多元醇合成过程中环氧丙烷转化率的方法。
技术介绍
聚醚多元醇是聚氨酯工业的重要原料，广泛用于家电保温、管道保温、夹芯板材、汽车内饰、涂料等领域。在硬泡聚醚多元醇合成工业中，有两种普遍的生产工艺：KOH做催化剂的精制聚醚工艺和二甲胺等催化的胺工艺，胺工艺聚醚不需要精制工艺的除金属离子等繁琐的后处理环节，从而大大提高了生产效率。但是，胺工艺聚醚也普遍存在合成聚醚中间样环氧丙烷转化率低，残余量高的问题，严重影响产品的收率，后处理脱单体过程排放未反应的单体对生态环境也造成一定的影响。由此，寻找一种新的办法解决胺工艺聚醚合成时的环氧丙烷残余问题，具有非常重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种提高聚醚多元醇合成过程中环氧丙烷转化率的方法。本专利技术生产工艺简单，现有的反应设备完全能满足需求，不需要额外的生产辅助设备，所得最终聚醚多元醇产品环氧丙烷残留量少，物料收率高，具有较好的经济效益，且符合日益严苛的环境保护需要。本专利技术所述的提高聚醚多元醇合成过程中环氧丙烷转化率的方法，包括以下步骤：(1)低温段聚合反应：将起始剂加入反应釜内，加入胺类催化剂，升温至70～95℃，滴加环氧丙烷，进行熟化反应；(2)中温段聚合反应：升温至105～115℃，滴加环氧丙烷，进行熟化直至釜内压力为负压；(3)高温段聚合反应：将小分子胺类加入反应釜内，升温至120～150℃，滴加环氧丙烷，氮气补压后进行熟化反应；(4)熟化完毕，抽真空脱除未反应的环氧丙烷单体，得到聚醚多元醇。其中：起始剂为蔗糖、山梨醇、甘油、丙二醇或二乙二醇中的一种或几种，起始剂质量占聚醚多元醇总质量的29％～38％。胺类催化剂为一甲胺或二甲胺中的一种；胺类催化剂的添加质量占聚醚多元醇总重量的0.3～1％。步骤(1)-(3)中添加的环氧丙烷的总质量占聚醚多元醇总质量的60～70％。步骤(1)中滴加环氧丙烷的质量占环氧丙烷总质量的10～30％，步骤(1)中所述的熟化反应时间2h，反应压力为-0.09～0.3Mpa。步骤(2)中滴加环氧丙烷的质量占环氧丙烷总质量的40～60％；熟化时间为0.5-3h，釜内压力为-0.03～-0.09Mpa。小分子胺类为氨水、三乙胺、三甲胺或三乙醇胺中的一种或几种，加入的质量占聚醚多元醇总重量的0.2～1％。步骤(3)中滴加环氧丙烷的质量占环氧丙烷总质量的10～50％；氮气补压后压力为0.05～0.3Mpa，熟化反应时间为0.5～5h。步骤(4)中抽真空脱除未反应的环氧丙烷单体过程是温度为105-115℃，压力在-0.088Mpa以下保持氮气鼓泡，反应时间2-5h。作为一个优选的技术方案，本专利技术所述的提高聚醚多元醇合成过程中环氧丙烷转化率的方法，包括以下步骤：(1)低温段聚合反应：将起始剂加入反应釜内，氮气置换3～5次，真空抽入胺类催化剂，升温至70～95℃，开始连续滴加环氧丙烷，此阶段滴加环氧丙烷总质量的10～30％，然后熟化反应。(2)中温段聚合反应：升温至105～115℃继续滴加环氧丙烷，此阶段滴加环氧丙烷总质量的40～60％，熟化一段时间直至釜内压力为负压；(3)高温段聚合反应：将小分子胺类物质抽入反应釜内，搅拌混合均匀，升温至120～150℃，将剩余的10～50％环氧丙烷连续滴加完毕，并氮气补压后熟化一段时间。(4)熟化完毕，取样测试聚醚中的环氧丙烷含量，然后抽真空脱除未反应的PO单体，得到硬泡聚醚多元醇产品。胺工艺合成聚醚多元醇通常是将起始剂和催化剂(胺催化剂)的混合物加入反应釜，然后加热升温，在一定温度下将环氧丙烷连续通入釜中，使釜内压力保持正压，保证环氧丙烷进行连续聚合反应，直至达到一定的分子量；由于聚合产物中含有未反应的环氧丙烷单体(6000～20000ppm)，未反应的单体如果不进行脱除，将会严重影响聚氨酯泡沫的质量，所以必须在负压状态下，蒸出残存的环氧丙烷单体，达到较低含量后才可以应用于聚氨酯泡沫。本专利技术通过在聚醚多元醇的合成后期补加小分子胺类，消耗残留环氧丙烷(PO)的同时增加反应活性，从而降低聚醚中的环氧丙烷残余，提高转化率。本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术通过在聚醚多元醇的合成过程后期引入小分子胺类催化剂，增加聚合反应后期的活性基团及活性位点，增加反应活性，从而大大降低了聚醚产物中的环氧丙烷残余；(2)本方法工艺简单，现有的生产条件完全能满足需求，不需要额外的生产辅助设备；(3)本专利技术所得最终聚醚多元醇产品环氧丙烷残余少，物料收率得到明显提高，具有较好的经济效益；(4)本专利技术所得聚醚多元醇后期处理简单，单体脱除量少，生产效率高，符合日益严苛的环境保护需要。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步描述。对比例1将蔗糖320g，二乙二醇175g，加入到2.5L的聚合反应釜中，之后对聚合反应釜冲压，检测确保密封性良好，进行氮气置换5次，然后抽真空至真空度为-0.093MPa，称取11g质量分数为40％的二甲胺水溶液，真空抽入反应釜，设定好加热温度为85℃，80℃时开始连续滴加环氧丙烷，维持温度在80±5℃之间，加入的环氧丙烷量为183g时，停止进环氧丙烷并熟化1h；然后升温至110℃，继续滴加733g环氧丙烷，滴加完后熟化2h，熟化阶段进行氮气冲压；将熟化好后的样品留样并测试环氧丙烷残余量，之后抽真空脱单体2小时得到制备出的成品聚醚多元醇。实施例1将蔗糖320g，二乙二醇175g，加入到2.5L的聚合反应釜中，之后对聚合反应釜冲压，检测确保密封性良好，进行氮气置换5次，然后抽真空至真空度为-0.093MPa，称取11g质量分数为40％的二甲胺水溶液，真空抽入反应釜，设定好加热温度为85℃，80℃时开始连续滴加环氧丙烷，维持温度在80±5℃之间，加入的环氧丙烷量为183g时，停止进环氧丙烷并熟化1h，然后升温至110℃，继续滴加458g环氧丙烷，并熟化1h，随着熟化反应的进行，反应釜内压力逐渐降到负压，然后抽入3g氨水，维持反应温度在130±5℃，反应压力0.2MPa下，继续滴加剩余的275g环氧丙烷，滴加完后熟化2h，熟化阶段进行氮气冲压，将熟化好的样品留样并测试环氧丙烷残余量，之后抽真空脱单体2小时得到制备出的成品聚醚多元醇。所合成的蔗糖聚醚多元醇检测的性能指标列入表1。实施例2将蔗糖320g，二乙二醇175g，加入到2.5L的聚合反应釜中，之后对聚合反应釜冲压，检测确保密封性良好，进行氮气置换5次，然后抽真空至真空度为-0.093MPa，称取11g质量分数为40％的二甲胺水溶液，真空抽入反应釜，设定好加热温度为85℃，80℃时开始连续滴加环氧丙烷，维持温度在80±5℃之间，加入的环氧丙烷量为183g时，停止进环氧丙烷并熟化1h，然后升温至110℃，继续滴加458g环氧丙烷，并熟化1h，随着熟化反应的进行，反应釜内压力逐渐降到负压，然后抽入7g氨水，维持反应温度在130±5℃，反应压力0.2MPa下，继续滴加剩余的275g环氧丙烷，滴加完后熟化2h，熟化阶段进行氮气冲压，将熟化好的样品留样并测试环氧丙烷残余量，之后抽真空脱单体2小时得到制备出的成品聚醚多元醇。所合成的蔗糖聚醚多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高聚醚多元醇合成过程中环氧丙烷转化率的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)低温段聚合反应：将起始剂加入反应釜内，加入胺类催化剂，升温至70～95℃，滴加环氧丙烷，进行熟化反应；(2)中温段聚合反应：升温至105～115℃，滴加环氧丙烷，进行熟化直至釜内压力为负压；(3)高温段聚合反应：将小分子胺类加入反应釜内，升温至120～150℃，滴加环氧丙烷，氮气补压后进行熟化反应；(4)熟化完毕，抽真空脱除未反应的环氧丙烷单体，得到聚醚多元醇。

【技术特征摘要】
1.一种提高聚醚多元醇合成过程中环氧丙烷转化率的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)低温段聚合反应：将起始剂加入反应釜内，加入胺类催化剂，升温至70～95℃，滴加环氧丙烷，进行熟化反应；(2)中温段聚合反应：升温至105～115℃，滴加环氧丙烷，进行熟化直至釜内压力为负压；(3)高温段聚合反应：将小分子胺类加入反应釜内，升温至120～150℃，滴加环氧丙烷，氮气补压后进行熟化反应；(4)熟化完毕，抽真空脱除未反应的环氧丙烷单体，得到聚醚多元醇。2.根据权利要求1所述的提高聚醚多元醇合成过程中环氧丙烷转化率的方法，其特征在于：起始剂为蔗糖、山梨醇、甘油、丙二醇或二乙二醇中的一种或几种，起始剂占聚醚多元醇总质量的29％～38％。3.根据权利要求1所述的提高聚醚多元醇合成过程中环氧丙烷转化率的方法，其特征在于：胺类催化剂为一甲胺或二甲胺中的一种；添加的质量占聚醚多元醇总重量的0.3～1％。4.根据权利要求1所述的提高聚醚多元醇合成过程中环氧丙烷转化率的方法，其特征在于：步骤(1)-(3)中添加的环氧丙烷的总质量占聚醚多元醇总质量的60～70％。5.根据权利要求1所述的提高聚醚多元...

【专利技术属性】
技术研发人员：白维坤，程铸洪，宁晓龙，董卫，宋录武，
申请(专利权)人：山东一诺威新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37