一种低异氰酸酯指数全水硬泡聚醚多元醇的合成方法技术

本发明专利技术涉及一种低异氰酸酯指数全水硬泡聚醚多元醇的合成方法，以活化三聚氰胺树脂和有机胺为复合起始剂，与环氧丙烷、环氧乙烷发生聚合反应，再经中和、精制、过滤，制成低异氰酸酯指数全水硬泡聚醚多元醇。本方法活化后的三聚氰胺与水、环氧丙烷、环氧乙烷互溶性，使其顺利聚合；制得的低异氰酸酯指数全水硬泡聚醚多元醇粘度低，发泡过程流动性好，而且在聚醚链段中引入硬链段，提高聚醚官能度，使泡沫结构性增强，制品压强度高，尺寸稳定性提高，减少了异氰酸酯的用量，降低发泡成本。

【技术实现步骤摘要】
一种低异氰酸酯指数全水硬泡聚醚多元醇的合成方法
本专利技术属于聚氨酯合成材料领域，涉及一种低异氰酸酯指数全水硬泡聚醚多元醇的合成方法。
技术介绍
硬质聚氨酯泡沫塑料具有导热系数低、机械性能优异、隔音效果好、耐老化、耐化学性、固化快、方便成型等优势，广泛应用于建筑、石油化工、冷冻冷藏、造船、车辆、航空、机械、仪表、家具等许多领域，是生产生活中不可缺少的高分子材料。传统的硬质聚氨酯泡沫塑料绝大多数都使用物理发泡剂氟氯烃类和氢氯氟烃类。氟氯烃类对大气臭氧层的破坏作用已经引起了各国政府和有关部门的高度重视，为保护人类赖以生存的环境，已禁止使用。氢氯氟烃类虽然对大气臭氧层的破坏性相对较低，但还是会对臭氧层有难以恢复的损害，因此全世界都在减少其使用,并逐步实现禁用。水作为化学发泡剂，与异氰酸酯反应生成二氧化碳，二氧化碳对环境的危害几乎为零。而且，水在生活中最为常见，方便获取，无毒无害，是最具环保特性的发泡剂。全水发泡体系也是最有发展前景的发泡体系，开发适用全水发泡聚醚是非常重要的。CN108383990A公开了一种“全水发泡用硬质聚醚多元醇的制备方法”，该方法是以低聚合度酚醛树脂、活化三聚氰胺为复合起始剂，以氧化乙烯、环氧丙烯为聚合单体制备全水发泡用硬质聚醚多元醇并制备硬质泡沫过程。该方法改善了发泡体系的粘度、流动性以及硬泡尺寸的问题。缺点如下：(1).该异氰酸酯用量多，成本高；(2)发泡活性对于流动性要求高、发泡速度要求快的喷涂领域应用，使用效果不理想。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供异氰酸酯用量少、原料成本低，发泡活性高，发泡过程流动性好的低异氰酸酯指数全水硬泡聚醚多元醇的合成方法，且获得的全水硬泡聚醚多元醇硬泡的尺寸稳定性好。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：本专利技术提供了以活化三聚氰胺树脂和有机胺为复合起始剂，与环氧丙烷、环氧乙烷发生聚合反应，再经中和、精制、过滤，制成低异氰酸酯指数全水硬泡聚醚多元醇。具体如下：一种低异氰酸酯指数全水硬泡聚醚多元醇的合成方法，其特征是：包括如下内容：第一步、制备活化三聚氰胺树脂将三聚氰胺、质量浓度为37％的甲醛溶液、有机胺按一定比例加入反应釜中搅拌升温、聚合，所述有机胺为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、尿素、二乙烯三胺中的一种；其中三聚氰胺、甲醛和有机胺的摩尔比为1:1:1、1:2:1或1:3:3，聚合温度40℃～100℃，聚合时间2小时～7小时；聚合结束，继续升温100℃～110℃脱水，分析水份小于0.05％，制得活化三聚氰胺树脂；以此方法来提高三聚氰胺与水、环氧丙烷(PO)、环氧乙烷(EO)互溶性使其顺利聚合；第二步、制备粗聚醚多元醇按一定比例将活化三聚氰胺树脂、有机胺加入反应釜中搅拌升温至聚合温度，加入环氧化合物进行聚合反应，所述有机胺为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、尿素、二乙烯三胺中的一种；环氧化合物的加入方式为分段加入或混聚加入，所述环氧化合物为环氧丙烷(PO)和环氧乙烷(EO)；分段加入时，用在发泡速度要求快的喷涂方面，聚合温度为80℃～130℃，分段加入环氧化合物第一段为PO第二段为EO，加入方式为连续加入，第一段和第二段聚合温度相同，PO与EO的质量比为1:0～1:1且不包括1:0，加入量为成品质量的60％～70％；混聚加入时，用在活性要相对低流动性要求好的模塑发泡方面，聚合温度100℃～130℃，其中环氧化合物：PO与EO的质量比为1:0～1:1且不包括1:0，加入方式为连续加入，加入量为成品质量的60％～70％；至釜内压力不变，完成聚合，脱气，制得粗聚醚多元醇；第三步、聚醚多元醇精制在制得的粗聚醚多元醇中加入去离子水乳化，去离子水的加入量占粗聚醚多元醇质量的5％，升温至中和温度80℃～120℃，加入无机酸中和，搅拌中和2小时，分析PH值为6～8，加入精制剂，精致剂的加入量占粗聚醚多元醇质量的0.3％，搅拌0.5小时后脱水，分析水份小于0.05％，降温过滤，制得低异氰酸酯指数全水硬泡聚醚多元醇。在上述技术方案中，所述精制剂为六硅酸镁。在上述技术方案中，所述活化三聚氰胺树脂与第二步中有机胺摩尔比为1:1～1:4。在上述技术方案中，混聚加入或分段加入时，环氧丙烷和环氧乙烷的质量比为2:1，环氧化合物加入量为成品质量的60％。在上述技术方案中，分段加入时，聚合温度为115℃，第一段聚合时间为1.5h，第二段聚合时间为3h。在上述技术方案中，混聚加入时，聚合温度为125℃。在上述技术方案中，所述活化三聚氰胺树脂与第二步中有机胺的质量比为1：(0.36～0.61)。在上述技术方案中，所述三聚氰胺、甲醛和有机胺的摩尔比为1:1:1，其聚合温度为80℃，聚合时间为3h。在上述技术方案中，所述无机酸为磷酸。所述磷酸为磷酸溶液，磷酸溶液的质量浓度为75％，磷酸溶液的加入量占粗聚醚多元醇质量的1％。本专利技术工作原理：三聚氰胺活化反应方程式(以二乙醇胺为例)：环氧化合物开环聚合制备聚醚多元醇(以环氧丙烷为例)：本专利技术具有的特点及积极效果如下：通过甲醛和有机胺活化三聚氰胺，以提高三聚氰胺与水、环氧丙烷、环氧乙烷互溶性，使其顺利聚合；制得的低异氰酸酯指数全水硬泡聚醚多元醇粘度低，发泡活性高，发泡过程流动性好，而且在聚醚链段中引入硬链段，提高聚醚官能度，使泡沫结构性增强，制品压强度高，尺寸稳定性提高，从而减少了异氰酸酯的用量，降低发泡成本。具体实施方式实施例1(模塑用)第一步、制备活化三聚氰胺树脂将三聚氰胺126g、质量浓度为37％的甲醛溶液81g和二乙醇胺105g加入反应釜中，搅拌升温至聚合温度80℃，聚合反应时间3小时，继续升温100℃脱水，分析水份小于0.05％，制得活化三聚氰胺树脂。第二步、制备粗聚醚多元醇将活化三聚氰胺树脂243g、三乙醇胺149g加入反应釜中搅拌升温至聚合温度125℃，混聚加入环氧化合物600g(PO与EO质量比为2:1)，熟化至釜内压力不变，脱气，制得粗聚醚多元醇。第三步、聚醚多元醇精制取制得粗聚醚多元醇加入去离子水乳化，去离子水的加入量占粗聚醚多元醇质量的5％，升温至中和温度80℃～120℃，加入质量浓度为75％磷酸溶液，磷酸溶液的加入量占粗聚醚多元醇质量的1％，搅拌2小时，分析PH值在6～8范围内，合格，加入精制剂六硅酸镁，六硅酸镁的加入量占粗聚醚多元醇质量的0.3％，搅拌0.5小时后脱水，分析水份小于0.05％，降温过滤，制得低异氰酸酯指数全水硬泡聚醚多元醇。实施例2第一步、制备活化三聚氰胺树脂将三聚氰胺126g、质量浓度为37％甲醛溶液162g、二乙烯三胺103g加入反应釜中，搅拌升温至聚合温度85℃，聚合反应时间3小时，继续升温100℃脱水，分析水份小于0.05％，制得活化三聚氰胺树脂。第二步、制备粗聚醚多元醇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低异氰酸酯指数全水硬泡聚醚多元醇的合成方法，其特征是：包括如下内容：/n第一步、制备活化三聚氰胺树脂/n将三聚氰胺、质量浓度为37％的甲醛溶液、有机胺按一定比例加入反应釜中搅拌升温、聚合，所述有机胺为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、尿素、二乙烯三胺中的一种；其中三聚氰胺、甲醛和有机胺的摩尔比为1:1:1、1:2:1或1:3:3，聚合温度40℃～100℃，聚合时间2小时～7小时；聚合结束，继续升温100℃～110℃脱水，分析水份小于0.05％，制得活化三聚氰胺树脂；/n第二步、制备粗聚醚多元醇/n按一定比例将活化三聚氰胺树脂、有机胺加入反应釜中搅拌升温至聚合温度，加入环氧化合物进行聚合反应，所述有机胺为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、尿素、二乙烯三胺中的一种；/n环氧化合物的加入方式为分段加入或混聚加入，所述环氧化合物为环氧丙烷(PO)和环氧乙烷(EO)；/n分段加入时，聚合温度为80℃～130℃，分段加入环氧化合物第一段为PO第二段为EO，加入方式为连续加入，第一段和第二段聚合温度相同，PO与EO的质量比为1:0～1:1且不包括1:0，加入量为成品质量的60％～70％；/n混聚加入时，聚合温度100℃～130℃，其中环氧化合物：PO与EO的质量比为1:0～1:1且不包括1:0，加入方式为连续加入，加入量为成品质量的60％～70％；/n至釜内压力不变，完成聚合，脱气，制得粗聚醚多元醇；/n第三步、聚醚多元醇精制/n在制得的粗聚醚多元醇中加入去离子水乳化，去离子水的加入量占粗聚醚多元醇质量的5％，升温至中和温度80℃～120℃，加入无机酸中和，搅拌中和2小时，分析PH值为6～8，加入精制剂，精致剂的加入量占粗聚醚多元醇质量的0.3％，搅拌0.5小时后脱水，分析水份小于0.05％，降温过滤，制得低异氰酸酯指数全水硬泡聚醚多元醇。/n...

【技术特征摘要】
1.一种低异氰酸酯指数全水硬泡聚醚多元醇的合成方法，其特征是：包括如下内容：
第一步、制备活化三聚氰胺树脂
将三聚氰胺、质量浓度为37％的甲醛溶液、有机胺按一定比例加入反应釜中搅拌升温、聚合，所述有机胺为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、尿素、二乙烯三胺中的一种；其中三聚氰胺、甲醛和有机胺的摩尔比为1:1:1、1:2:1或1:3:3，聚合温度40℃～100℃，聚合时间2小时～7小时；聚合结束，继续升温100℃～110℃脱水，分析水份小于0.05％，制得活化三聚氰胺树脂；
第二步、制备粗聚醚多元醇
按一定比例将活化三聚氰胺树脂、有机胺加入反应釜中搅拌升温至聚合温度，加入环氧化合物进行聚合反应，所述有机胺为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、尿素、二乙烯三胺中的一种；
环氧化合物的加入方式为分段加入或混聚加入，所述环氧化合物为环氧丙烷(PO)和环氧乙烷(EO)；
分段加入时，聚合温度为80℃～130℃，分段加入环氧化合物第一段为PO第二段为EO，加入方式为连续加入，第一段和第二段聚合温度相同，PO与EO的质量比为1:0～1:1且不包括1:0，加入量为成品质量的60％～70％；
混聚加入时，聚合温度100℃～130℃，其中环氧化合物：PO与EO的质量比为1:0～1:1且不包括1:0，加入方式为连续加入，加入量为成品质量的60％～70％；
至釜内压力不变，完成聚合，脱气，制得粗聚醚多元醇；
第三步、聚醚多元醇精制
在制得的粗聚醚多元醇中加入去离子水乳化，去离子水的加入量占粗聚醚多元醇质量的5％，升温至中和温度80℃～120℃，加入无机酸中和，搅拌中和2小时，分析PH值为6～8，加入精制剂，精致剂的加入量占粗聚醚多元醇质量的0.3％，搅拌0.5小时后脱水，分析水份小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张格亮，王兵，马慧，董良建，孙志华，
申请(专利权)人：航锦科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21