聚醚多元醇及其制备方法以及聚氨酯泡沫体技术

本发明专利技术提供聚醚多元醇及其制备方法以及聚氨酯泡沫体。聚醚多元醇的制备方法包括：在碱性催化剂的作用下，使起始剂和环氧化合物反应形成聚醚多元醇中间体A；去除碱性催化剂，在双金属氰化物催化剂的作用下，使聚醚多元醇中间体A与环氧丙烷或环氧丙烷和环氧乙烷的混合物反应，形成聚醚多元醇中间体B；以及在封端催化剂的作用下，向聚醚多元醇中间体B中加入封端剂进行封端，得到聚醚多元醇，其中起始剂为含有两个以上羟基的多元醇，封端催化剂为烷氧基锂、磷腈类催化剂、醋酸铬中的一种或多种，封端剂为环氧乙烷并且封端剂的摩尔量与起始剂中羟基的摩尔量相同。本发明专利技术的聚醚多元醇制得的聚氨酯泡沫体具有高回弹率、柔软性好、舒适度高等特点。

Polyether polyols, preparation method and polyurethane foam

【技术实现步骤摘要】
聚醚多元醇及其制备方法以及聚氨酯泡沫体
本专利技术涉及高分子聚合物领域，特别涉及一种聚醚多元醇及其制备方法以及聚氨酯泡沫体。
技术介绍
聚氨酯泡沫体是以异氰酸酯和聚醚为主要原料，在发泡剂、催化剂、阻燃剂等多种助剂的作用下，通过专用设备混合，经高压喷涂现场发泡而成的高分子聚合物。目前合成聚醚多元醇最常用的方法就是开环加成法。开环反应法工业化生产聚醚多元醇通常采用的反应方式是间歇式釜式反应。在压力反应器中预先加入一定量的带有羟基官能团的起始剂，按照设定的配方按反应所需的催化剂和阻聚剂投入到溶液中进行混合，以设定的烷醇比，通过控制环氧乙烷和环氧丙烷的滴加速度来控制反应的速度和压力，直到滴加结束。CN103429638A中提到，目前适用于聚氨酯的聚醚多元醇可以通过各种制备方法获得。一方面碱催化的氧化烯加成到H-官能起始剂(Starter)化合物上和另一方面使用双金属氰化物化合物作为催化剂(“DMC催化剂”)对氧化烯加成到H-官能起始剂化合物上在工业规模上非常重要。但DMC催化体系对于多元醇的一个主要缺点在于很难生产末端产物带有伯羟基的反应高的(EO)多元醇，DMC容易导致生成无反应活性的PPO-多元醇，因此DMC不能用环氧乙烷直接封端。而KOH在催化过程中存在反应速率慢、分子量分布宽，不饱和度高等问题。CN104151540A中提到，高回弹聚氨酯塑料泡沫因其具有良好的物理机械性能制品，极高的回弹性而广泛地应用于床垫制品、家具坐垫、汽车座椅等越来越多的领域。而高回弹聚氨酯中通常会使用高活性聚醚多元醇为了获得有效聚合，即伯羟基含量较高的聚醚多元醇，多由环氧乙烷封端制得。因为伯羟基与异氰酸酯基反应的活性远高于仲羟基。而目前用于高回弹的聚醚多元醇伯羟基含量不是很高，因此反应活性会受到一定影响。此外，目前高回弹聚氨酯泡沫体通常会使用共聚的苯乙烯和丙烯腈颗粒，容易对环境造成污染。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种具有高伯羟基含量的聚醚多元醇及其制备方法，并利用其制备高回弹聚氨酯泡沫体。为实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：一种聚醚多元醇的制备方法，包括：在碱性催化剂的作用下，使起始剂和环氧化合物反应形成聚醚多元醇中间体A；去除所述碱性催化剂，在双金属氰化物催化剂的作用下，使所述聚醚多元醇中间体A与环氧丙烷或环氧丙烷和环氧乙烷的混合物反应，形成聚醚多元醇中间体B；以及在封端催化剂的作用下，向所述聚醚多元醇中间体B中加入封端剂进行封端，得到聚醚多元醇，其中，所述起始剂为含有两个以上羟基的多元醇，所述封端催化剂为烷氧基锂、磷腈类催化剂、醋酸铬中的一种或多种，所述封端剂为环氧乙烷并且所述封端剂的摩尔量与所述起始剂中羟基的摩尔量相同。在本专利技术的制备方法的一个实施方式中，所述环氧化合物为环氧乙烷、环氧丙烷、1，2-环氧丁烷及四氢呋喃中的一种或多种的组合。在本专利技术的制备方法的另一个实施方式中，所述起始剂为乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、双酚A、甘露糖醇、三羟甲基丙烷、丙三醇、蓖麻油、季戊四醇、山梨醇中的一种或多种。在本专利技术的制备方法的另一个实施方式中，所述磷腈类催化剂为四磷腈氯化物、四磷腈氢氧化物或四磷腈碳酸氢盐。在本专利技术的制备方法的另一个实施方式中，所述起始剂与所述环氧化合物的摩尔比为1:5-1:12，所述聚醚多元醇中间体A与环氧丙烷或环氧丙烷和环氧乙烷的混合物的摩尔比为1:44-1:80，所述聚醚多元醇中间体A的数均分子量为400-800g/mol，所述聚醚多元醇中间体B的数均分子量为3000-5000g/mol。另一方面，本专利技术还提供一种聚醚多元醇，所述聚醚多元醇是根据上述制备方法制得，并且所述聚醚多元醇的官能度为2-8，羟值为21-40mgKOH/g。在本专利技术的聚醚多元醇的一个实施方式中，所述聚醚多元醇的伯羟基占所有羟基含量的90％以上。再一方面，本专利技术提供一种聚氨酯泡沫体，其由以下方法制备得到：按重量百分比计，将50-80％的聚醚多元醇、10-40％的聚醚多元醇D、1-10％的聚醚多元醇F与0.15-0.1％的催化剂、0.5-6％的发泡剂、0.5-4％的稳定剂混合后搅拌，静置后加入异氰酸酯指数为95-120的异氰酸酯进行发泡，得到高回弹聚氨酯泡沫体，其中，所述聚醚多元醇是前述的聚醚多元醇，官能度为2-8，羟值为21-40mgKOH/g，所述聚醚多元醇D的官能度为2-5，羟值为42-84mgKOH/g，所述聚醚多元醇F的官能度为2-3，羟值为105-240mgKOH/g。在本专利技术的聚氨酯泡沫体的一个实施方式中，所述异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、亚苯基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4,4二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。在本专利技术的聚氨酯泡沫体的另一个实施方式中，所述催化剂包括叔胺类催化剂和有机锡类催化剂，所述发泡剂为水或二氯甲烷中的一种或两种，所述稳定剂为美国迈图软泡硅油L-580、德国赢创硅油B-8681、德国赢创硅油B-8110中的一种或多种。在本专利技术的聚氨酯泡沫体的另一个实施方式中，所述高回弹聚氨酯泡沫体的回弹率为50％以上。本专利技术的聚醚多元醇及其制备方法是在高选择性的封端催化剂的作用下，加入与起始剂中羟基相等摩尔量的封端剂，使所得聚醚多元醇中伯羟基含量大大提高，用其制得的聚氨酯泡沫体具有高回弹率、柔软性好、舒适度高等特点，成本低廉且符合国家环保要求，具有重要的社会经济效益和环境效益。具体实施方式下面根据具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步说明。本专利技术的保护范围不限于以下实施例，列举这些实例仅出于示例性目的而不以任何方式限制本专利技术。本专利技术的聚醚多元醇是通过以下步骤制备得到的：在碱性催化剂的作用下，使起始剂和环氧化合物反应形成聚醚多元醇中间体A；去除碱性催化剂，在双金属氰化物催化剂的作用下，使聚醚多元醇中间体A与环氧丙烷或环氧丙烷和环氧乙烷的混合物反应，形成聚醚多元醇中间体B；以及在封端催化剂的作用下，向聚醚多元醇中间体B中加入封端剂进行封端，得到聚醚多元醇。本专利技术所用的起始剂为含有两个以上羟基的多元醇，可为乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、双酚A、甘露糖醇、三羟甲基丙烷、丙三醇、蓖麻油、季戊四醇、山梨醇中的一种或多种。特别优选低分子量的丙三醇和乙二醇作为起始剂。起始剂可以单独或混合地用于本专利技术的制备方法。本专利技术所用的环氧化合物可为环氧乙烷、环氧丙烷、1，2-环氧丁烷及四氢呋喃中的一种或多种的组合。在多数情况下使用环氧乙烷或环氧丙烷，并且将起始剂与环氧化合物的摩尔比控制在1:5-1:12之间。本专利技术所用的碱性催化剂可为碱金属氢氧化物、碱金属-和碱土金属氢化物、碱金属-和碱土金属羧酸盐或碱土金属氢氧化物。碱性催化剂的具体实例可包括氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钠等，其用量占所有反应物总质量的0.1％-1％。本专利技术所用的双金属氰化物催化剂DMC为六氰合钴酸锌，用量在20-50ppm，可购自淮安巴德聚氨酯科技有限公司。本专利技术所用的封端催化剂为高选择性的催化剂，具体可为烷氧基锂、磷腈类催化剂、醋酸铬中的一种或多种，其中磷腈类催化剂为四磷腈氯化物、四磷腈氢氧化物或四磷腈碳酸氢盐。封端催化剂优选为醋酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚醚多元醇的制备方法，其特征在于，包括：在碱性催化剂的作用下，使起始剂和环氧化合物反应形成聚醚多元醇中间体A；去除所述碱性催化剂，在双金属氰化物催化剂的作用下，使所述聚醚多元醇中间体A与环氧丙烷或环氧丙烷和环氧乙烷的混合物反应，形成聚醚多元醇中间体B；以及在封端催化剂的作用下，向所述聚醚多元醇中间体B中加入封端剂进行封端，得到聚醚多元醇，其中，所述起始剂为含有两个以上羟基的多元醇，所述封端催化剂为烷氧基锂、磷腈类催化剂、醋酸铬中的一种或多种，所述封端剂为环氧乙烷并且所述封端剂的摩尔量与所述起始剂中羟基的摩尔量相同。

【技术特征摘要】
1.一种聚醚多元醇的制备方法，其特征在于，包括：在碱性催化剂的作用下，使起始剂和环氧化合物反应形成聚醚多元醇中间体A；去除所述碱性催化剂，在双金属氰化物催化剂的作用下，使所述聚醚多元醇中间体A与环氧丙烷或环氧丙烷和环氧乙烷的混合物反应，形成聚醚多元醇中间体B；以及在封端催化剂的作用下，向所述聚醚多元醇中间体B中加入封端剂进行封端，得到聚醚多元醇，其中，所述起始剂为含有两个以上羟基的多元醇，所述封端催化剂为烷氧基锂、磷腈类催化剂、醋酸铬中的一种或多种，所述封端剂为环氧乙烷并且所述封端剂的摩尔量与所述起始剂中羟基的摩尔量相同。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述环氧化合物为环氧乙烷、环氧丙烷、1，2-环氧丁烷及四氢呋喃中的一种或多种的组合。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述起始剂为乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、双酚A、甘露糖醇、三羟甲基丙烷、丙三醇、蓖麻油、季戊四醇、山梨醇中的一种或多种。.4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磷腈类催化剂为四磷腈氯化物、四磷腈氢氧化物或四磷腈碳酸氢盐。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述起始剂与所述环氧化合物的摩尔比为1:5-1:12，所述聚醚多元醇中间体A与环氧丙烷或环氧丙烷和环氧乙烷的混合物的摩尔比为1:44-1:80，所述聚醚多元醇中间体A的数均分子量为400-800g/mol，所述聚醚多元醇中间...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建民，刘兆滨，董振鹏，黄莹，
申请(专利权)人：辽宁奥克化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21