一种全水发泡用硬泡阻燃聚醚多元醇的制备方法技术

本发明专利技术属于聚氨酯合成技术领域，尤其涉及一种全水发泡用硬泡阻燃聚醚多元醇的制备方法，所述制备方法以蔗糖、低分子量多元醇以及卤代醇、酚醛树脂、油脂为起始剂，以碱金属盐作为催化剂，通入一段环氧丙烷进行反应；反应完毕再通入环氧丙烷环与环氧乙烷的混合物进行混聚反应，粗醚经后处理精制得到成品。工艺过程操作简单，得到的全水发泡用硬泡阻燃聚醚产品，粘度低，与水的相容性好，以此制备的聚氨酯泡沫塑料制品具有较窄的密度分布、较高的强度、良好的尺寸稳定性和粘结强度以及较低的导热系数,具有一定的阻燃效果，特别适合全水发泡保温管道及其它保温领域。

A preparation method of hard foam flame retardant polyether polyol for all water foaming

【技术实现步骤摘要】
一种全水发泡用硬泡阻燃聚醚多元醇的制备方法
本专利技术属于聚氨酯合成
，尤其涉及一种全水发泡用硬泡阻燃聚醚多元醇的制备方法。
技术介绍
现有技术中，硬质聚醚多元醇发泡时所用发泡剂多种多样，目前多以CFC体系做发泡剂，其中以HCFC-141B为主，有的甚至用国家禁止的氟利昂-11等，但此类发泡剂对环境不友好，带来一定的环境危害。近年来很多单位或个人研发了一些全水硬质聚醚多元醇，以水取代发泡剂，全水发泡硬泡聚醚多元醇技术因为以水与异氰酸酯反应生成的二氧化碳为发泡气体，ODP(臭氧消耗潜值)为零，GWP(温室气体效应值)为1，对环境具有友好性，因此具有较大的应用前景。现有技术中的全水发泡硬泡聚醚多元醇的合成工艺大多为：KOH催化工艺或二甲胺催化，由蔗糖、山梨糖醇、季戊四醇、以及低分子多元醇或者他们的混合物作为起始剂，与环氧丙烷反应而得。然而，现有技术中的硬泡聚醚多元醇合成工艺具有以下缺点：(1)采用该工艺制备的全水发泡硬泡聚醚多元醇产品，粘度大，羟值高，全水发泡聚醚组合料中，因为没有可以作为稀释剂的CFC、HCFC等物理发泡剂，致使复配组合料的粘度高，加工泡沫制品时充模性差；(2)现有技术中的硬泡聚醚多元醇在进行全水发泡时，发泡气体二氧化碳从泡沫孔向外扩散的速度比空气进入泡沫孔的速度快1.0倍，引起泡沫收缩，容易塌泡；(3)现有技术中的硬泡聚醚多元醇在进行全水发泡时，由于水的用量较大，与异氰酸酯反应形成较多的脲键，致使泡沫体发脆，与保温体系的粘结力弱；(4)现有技术中出现的全水发泡用硬质聚醚多元醇，具有阻燃效果差的缺点，主要依靠添加非反应型含卤素、磷、以及无机盐类的小分子阻燃剂来提高材料的阻燃性能，然而外添加型非反应型阻燃剂，具有在组合料中储存稳定性差、影响制品强度、在制品中容易迁移出来等缺点；(5)现有技术中出现的全水发泡用硬质聚醚多元醇，制作工艺复杂，成本较高，所以致使其市场占有率非常低，在实际推广应用过程中遇到了很大的阻力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种全水发泡用硬泡阻燃聚醚多元醇的制备方法，采用该方法得到的全水发泡硬泡聚醚产品，羟值在310～350mgKOH，粘度低，成本低；发制的泡沫制品压缩强度高，尺寸稳定性好；与保温体系的粘结力强；具有一定的阻燃效果；泡沫导热系数低且韧性好。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种全水发泡用硬泡阻燃聚醚多元醇的制备方法，包括以下步骤：(1)加料及预处理：将蔗糖、卤代醇、低分子量多元醇、酚醛树脂、油脂加入反应釜内，然后加入碱金属盐催化剂，氮气置换3～5次，然后升温至100～105℃，进行真空脱水直至釜内物料含水量在0.5％(wt)以内；(2)聚合反应：控制反应釜内温度80～85℃，然后开始滴加环氧丙烷，滴加环氧丙烷的过程中控制反应釜内温度80～110℃，压力控制在0.1～0.4MPa；环氧丙烷滴加至占环氧丙烷总加入质量的80～90％时，将剩余的环氧丙烷与环氧乙烷混合，再将环氧丙烷与环氧乙烷的混合物滴加入反应釜内，滴加过程中釜内温度控制在80～110℃，压力控制在0.1～0.4MPa，然后熟化1.5～3.5小时；(3)后处理：向熟化完毕的产物中加水、酸中和，加入吸附剂，抽真空脱水脱气后，压滤得到产物全水发泡用硬泡阻燃聚醚多元醇。本专利技术针对目前市场应用中存在的聚醚黏度大、成本高、产品质量不稳定、阻燃效果差等缺陷，我们通过优化起始剂配方，同时适当接入EO(环氧乙烷)，做出的一款全新全水发泡用硬质阻燃聚醚多元醇，本专利技术以蔗糖、卤代醇、低分子量多元醇以及少量卤代醇、酚醛树脂、油脂为起始剂，以碱金属盐作为催化剂，通入一段环氧丙烷进行反应；反应完毕再通入环氧丙烷环与环氧乙烷的混合物进行混聚反应，粗醚经后处理精制得到成品，制得的聚醚多元醇流动性更好，适合全水发泡，发泡时增强了与管壁(墙壁等附着物)的粘合力，且发泡后的制品韧性增加，不易撕裂，不酥脆；所做制品尺寸稳定性也更好，制品不变形；具有一定的阻燃效果；导热系数低，保温效果更好；因为起始剂引入了含卤素的醇类，是反应型阻燃剂，与外添加型阻燃剂配合使用，大大提高了阻燃性能；施工工艺简单，具有广阔的应用前景。作为优选，所述卤代醇为三溴新戊醇、一缩二(二溴新戊二醇)、溴代新戊二醇、含磷溴多元醇、多元醇-环氧氯丁烷加成物等。作为优选，所述卤代醇为溴代新戊二醇。作为优选，所述低分子量多元醇为甘油、丙二醇、二甘醇、乙二醇、二丙二醇或三甘醇中的一种或者多种。作为优选，所述的低分子量多元醇为二甘醇和丙二醇。作为优选，所述的二甘醇和丙二醇的质量比为1：1～5。作为优选，所述碱金属盐催化剂为氢氧化钾，氢氧化钾的加入量在整个反应体系内所占的质量百分比为2.0～4.0％，整个反应体系指复合起始剂、催化剂及环氧化物的总加入质量。作为优选，所述的蔗糖、卤代醇、低分子多元醇、酚醛树脂、油脂的质量比为342:15～50：25～90:20～30：200～300。作为优选，所述油脂为棕榈油，所述油脂在整个反应体系内所占的质量百分比为14～21％，整个反应体系指复合起始剂、催化剂及环氧化物的总加入质量。作为优选，步骤2中所述环氧丙烷与环氧乙烷混合物中，环氧丙烷与环氧乙烷的质量比为1：0.2～1。本专利技术工艺可以得到羟值310～350mgKOH/g、粘度(25℃)800～1100mPa.s的全水发泡硬泡聚醚多元醇产品，制得的产品，配制的组合料粘度低，流动性更好，发制泡沫制品时充模性好，具有一定的阻燃效果，适合全水发泡工艺。有益效果本专利技术针对目前市场上全水发泡硬泡聚醚在应用中存在的聚醚黏度大、成本高、产品质量不稳定、阻燃效果差等缺陷，我们通过优化起始剂配方，同时混聚适量EO(环氧乙烷)，做出的一款全新全水发泡用硬质阻燃聚醚多元醇。本专利技术以蔗糖、低分子量多元醇以及卤代醇、酚醛树脂、油脂为起始剂，以碱金属盐作为催化剂，通入一段环氧丙烷进行反应；反应完毕再通入环氧丙烷环与环氧乙烷的混合物进行混聚反应，粗醚经后处理精制得到成品。制得的聚醚多元醇流动性更好，适合全水发泡工艺，发泡时增强了与管壁(墙壁等附着物)的粘合力，且发泡后的制品韧性增加，不易撕裂，不酥脆；所做制品尺寸稳定性也更好，制品不变形；导热系数低，保温以及阻燃效果更好；因为起始剂引入了含卤素的醇类，是反应型阻燃剂，与外添加型阻燃剂配合使用，大大提高了阻燃性能；施工工艺简单，具有广阔的应用前景。制得的全水发泡硬泡聚醚多元醇产品羟值310～350mgKOH/g、粘度(25℃)800～1100mPa.s。由本专利技术制得的全水发泡用硬泡阻燃聚醚多元醇粘度低，配制的组合料粘度低，发制泡沫制品时充模性好，适合全水发泡工艺。由于本专利技术所述聚醚多元醇的合成工艺中，环氧化物所占比例相对低，同时又聚合了一定量的环氧乙烷(环氧乙烷市场价格较环氧丙烷低)，降低了原料成本；由于起始剂中引入了卤代醇、酚醛树脂、油脂，使发制的泡沫制品具有一定的阻燃效果，抗压强度提高，韧性好；聚合过程中混聚了环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全水发泡用硬泡阻燃聚醚多元醇的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)加料及预处理：将蔗糖、卤代醇、低分子量多元醇、酚醛树脂、油脂加入反应釜内，然后加入碱金属盐催化剂，氮气置换3～5次，然后升温至100～105℃，进行真空脱水直至釜内物料含水量在0.5％(wt)以内；/n(2)聚合反应：控制反应釜内温度80～85℃，然后开始滴加环氧丙烷，滴加环氧丙烷的过程中控制反应釜内温度80～110℃，压力控制在0.1～0.4MPa；环氧丙烷滴加至占环氧丙烷总加入质量的80～90％时，将剩余的环氧丙烷与环氧乙烷混合，再将环氧丙烷与环氧乙烷混合物滴加入反应釜内，滴加过程中釜内温度控制在80～110℃，压力控制在0.1～0.4MPa，然后熟化1.5～3.5小时；/n(3)后处理：向熟化完毕的产物中加水、酸中和，加入吸附剂，抽真空脱水脱气后，压滤得到产物全水发泡用硬泡聚醚多元醇。/n

【技术特征摘要】
1.一种全水发泡用硬泡阻燃聚醚多元醇的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)加料及预处理：将蔗糖、卤代醇、低分子量多元醇、酚醛树脂、油脂加入反应釜内，然后加入碱金属盐催化剂，氮气置换3～5次，然后升温至100～105℃，进行真空脱水直至釜内物料含水量在0.5％(wt)以内；
(2)聚合反应：控制反应釜内温度80～85℃，然后开始滴加环氧丙烷，滴加环氧丙烷的过程中控制反应釜内温度80～110℃，压力控制在0.1～0.4MPa；环氧丙烷滴加至占环氧丙烷总加入质量的80～90％时，将剩余的环氧丙烷与环氧乙烷混合，再将环氧丙烷与环氧乙烷混合物滴加入反应釜内，滴加过程中釜内温度控制在80～110℃，压力控制在0.1～0.4MPa，然后熟化1.5～3.5小时；
(3)后处理：向熟化完毕的产物中加水、酸中和，加入吸附剂，抽真空脱水脱气后，压滤得到产物全水发泡用硬泡聚醚多元醇。


2.根据权利要求1所述的全水发泡用硬泡阻燃聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：所述卤代醇为三溴新戊醇、一缩二(二溴新戊二醇)、溴代新戊二醇、含磷溴多元醇、多元醇-环氧氯丁烷加成物中的一种或者多种。


3.根据权利要求1所述低分子量多元醇为甘油、丙二醇、二甘醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海峰，张宝银，吕兴连，张坤，魏学福，米新强，周小光，付文辉，
申请(专利权)人：滨化集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37