一种聚醚多元醇及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种聚醚多元醇及其制备方法与应用，所述聚醚多元醇中含有C2～C4的氧化烷基和C5～C6的氧化烷基结构单元，所述C2～C4的氧化烷基选自氧化乙基、氧化丙基和氧化丁基中的至少一种，所述C5～C6的氧化烷基选自氧化戊基、氧化环戊基、氧化己基、氧化环己基中的至少一种。所述聚醚多元醇如下制备：在催化剂存在下，起始剂与环氧化合物进行开环聚合反应，任选地进行封端处理，经后处理得到所述聚醚多元醇。本发明专利技术所述聚醚多元醇可以用作聚氨酯慢回弹泡沫用开孔剂，具有开孔性好、防止闭孔、改善泡沫结构、使制品具有较低的收缩率和较好的舒适感的优点，收缩率与国外产品相当，好于国产开孔剂，取得了较好的技术效果。取得了较好的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种聚醚多元醇及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于聚醚多元醇领域，尤其涉及可以用作聚氨酯开孔剂的聚醚多元醇。

技术介绍

[0002]慢回弹聚氨酯泡沫，又称粘弹性聚氨酯泡沫、记忆泡沫或吸能泡沫。一般的软泡聚氨酯泡沫塑料在受到外力的作用后，会由于其弹性而迅速地恢复，而慢回弹聚氨酯泡沫的恢复时间能够达到3s以上，并可根据具体的需要对回弹的时间进行调整。这种泡沫具有优异的缓冲、隔音等特殊性能，可应用于航天、航空、汽车等抗震、缓冲材料以及发动机噪声抑制。近几年大量用于高级轿车中作为座垫与头枕,用于家居中作为高档慢回弹枕头及床垫。
[0003]慢回弹泡沫塑料的原理主要是牵制效应，即它在回弹过程中能牵制回弹，使回弹变得缓慢。目前一般认为这是由聚氨酯体系的相分离程度以及其特殊的玻璃化转变温度所致。慢回弹聚醚是多种宽相对分子质量分布的聚醚混合物。目前国内市场采用的有两大类：一类其羟值大200mgKOH/g，甚至高达260～270mgKOH/g，另一类其羟值小于170mgKOH/g，具有较高活性和较高相对分子质量。使用或不使用POP聚醚，提高了低温性能。较高相对分子质量和高活性的聚醚配以较高指数的异氰酸酯，可提高泡沫的柔韧性、抗疲劳性。
[0004]慢回弹泡沫相对分子量较低，分子中存在较多的短支链结构。这导致了其与异氰酸酯形成的泡孔壁较之高分子量聚醚反应形成的孔壁难于被气体冲破，所以通常制品闭孔严重，收缩明显。所以在生产慢回弹聚氨酯泡沫时必须添加开孔剂。目前国内开孔剂价格较高，开孔性能一般。
专利技术内容
[0005]为了克服现有技术中存在的问题，专利技术人经过大量研究发现在聚醚多元醇中引入C5～C6的氧化烷基结构单元可以明显提高其对聚氨酯气泡的开孔率，从而提供了一种可以用作聚氨酯开孔剂的聚醚多元醇。所述聚醚多元醇可以用作聚氨酯慢回弹泡沫用开孔剂，能够增加泡沫的开孔性能，防止闭孔，改善泡沫结构，使制品具有较低的收缩率和较好的舒适感。
[0006]本专利技术的目的之一在于提供一种聚醚多元醇，其中含有C2～C4的氧化烷基结构单元和C5～C6的氧化烷基结构单元，其中，所述C2～C4的氧化烷基选自氧化乙基、氧化丙基和氧化丁基中的至少一种，所述C5～C6的氧化烷基选自氧化戊基、氧化环戊基、氧化己基、氧化环己基中的至少一种。
[0007]其中，所述氧化戊基中的戊基是链状结构、不包括环戊基，所述氧化己基中的己基是链状结构、不包括环己基。
[0008]专利技术人经过大量实验发现，在聚醚多元醇中引入C5～C6的氧化烷基(尤其是引入C6～C6的氧化烷基)可以提高其亲油性，对聚氨酯气泡的开孔效果更好。
[0009]在一种优选的实施方式中，所述C2～C4的氧化烷基结构单元包括氧化乙基和/或氧化丙基和氧化丁烷，所述C5～C6的氧化烷基选自氧化己基、氧化环己基中的至少一种，例如
氧化环己基。
[0010]在一种优选的实施方式中，所述聚醚多元醇的结构如式(I)所示：
[0011]R
1-[X-(AO)
m-(BO)
n-(CO)
k-R2]a
，式(I)；
[0012]其中，在式(I)，R1选自C1～C
100
的脂肪基、C6～C
100
的芳香基、C1～C
100
的羰基或氢；和/或，X为O或NR
’
，R
’
选自H、烷基或芳香基；和/或，R2选自氢、C1～C
20
的脂肪基、C6～C
20
的芳香基或-(C＝O)R3，其中，R3选自氢、C1～C
20
的脂肪基或C6～C
20
芳香基；和/或，AO表示氧化乙基和/或氧化丙基，BO表示氧化丁基，CO表示所述C5～C6的氧化烷基，所述AO、BO、CO为任意顺序均聚、无规共聚、嵌段共聚组合；0≤m≤100，1≤n≤100，1≤k≤50；和/或，a表示引发剂的官能度，1≤a≤8。
[0013]在进一步优选的实施方式中，在式(I)中，R1选自C1～C
20
的脂肪基、C6～C
20
的芳香基、C1～C
20
的羰基或氢；和/或，R2选自氢、C1～C
10
的脂肪基、C6～C
20
的芳香基或-(C＝O)R3，其中，R3选自氢、C1～C
10
的脂肪基或C6～C
10
芳香基；和/或，0≤m≤95，5≤n≤100，1≤k≤20；和/或，2≤a≤8。
[0014]本专利技术目的之二在于提供本专利技术目的之一所述聚醚多元醇的制备方法，包括：在催化剂存在下，起始剂与环氧化合物进行反应，然后任选地进行封端处理，再经后处理得到所述聚醚多元醇，以R
1-[X-(AO)
m-(BO)
n-(CO)
k-R2]a
表示。
[0015]在一种优选的实施方式中，在加入催化剂后进行保护性气体置换处理和脱水处理。
[0016]其中，所述保护性气氛选自惰性气氛和/或氮气。
[0017]在进一步优选的实施方式中，在加入催化剂后，进行氮气置换处理，升温至70～100℃进行真空脱水处理。
[0018]其中，本专利技术所述方法需要在无水无氧下进行。
[0019]在一种优选的实施方式中，所述催化剂选自碱金属催化剂和/或DMC催化剂。
[0020]在进一步优选的实施方式中，所述碱金属催化剂选自碱金属、碱金属氢氧化物、碱金属醇化物、碱金属氧化物中的至少一种，优选选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铯、甲醇钾、叔丁醇钾、金属钾、金属钠等的至少一种，更优选选自氢氧化钾和/或甲醇钾。
[0021]在更进一步优选的实施方式中，所述DMC催化剂选自现有技术公开的任一DMC催化剂，优选地，其结构式如式(II)所示：
[0022]M
1a
[M
2d
(CN)
f
].M
1b
[M
3e
(CN)
g
].M
1c
X
h
.Y
i
.Z
j
.kH2O式 (II)
[0023]式(II)中：
[0024]M1、M3选自Zn、Fe、Ni、Mn、Co、Sn、Ph、Mo、Al、V、Sr、W、Cu或Cr；其中，M1的优选方案为Zn、Ni或Co；M3的优选方案为Zn或Fe；
[0025]M2选自Fe、Co、Cr、Mn、Ir、Ni、Rh、Ru或V，其优选方案为Fe或Co；
[0026]X选自卤素元素、OH-、NO
3-、CO
32-、SO
42-或ClO
32-；
[0027]Y选自具有叔醇结构的C4～C
10
有机醇，其优选方案为叔丁醇或叔戊醇；
[0028]Z选自脂肪族酯、芳香族单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚醚多元醇，其中含有C2～C4的氧化烷基结构单元和C5～C6的氧化烷基结构单元，所述C2～C4的氧化烷基选自氧化乙基、氧化丙基和氧化丁基中的至少一种，所述C5～C6的氧化烷基选自氧化戊基、氧化环戊基、氧化己基、氧化环己基中的至少一种。2.根据权利要求1所述的聚醚多元醇，其特征在于，所述C2～C4的氧化烷基结构单元选自氧化乙基和/或氧化丙基和氧化丁烷，所述C5～C6的氧化烷基选自氧化己基、氧化环己基中的至少一种，例如氧化环己基。3.根据权利要求1或2所述的聚醚多元醇，其特征在于，所述聚醚多元醇的结构如式(I)所示：R
1-[X-(AO)
m-(BO)
n-(CO)
k-R2]
a
，式(I)；在式(I)，R1选自C1～C
100
的脂肪基、C6～C
100
的芳香基、C1～C
100
的羰基、或氢；和/或，X为O或NR
’
，R
’
选自H、烷基或芳香基；和/或，R2选自氢、C1～C
20
的脂肪基、C6～C
20
的芳香基或-(C＝O)R3，其中，R3选自氢、C1～C
20
的脂肪基或C6～C
20
的芳香基；和/或，AO表示氧化乙基和/或氧化丙基，BO表示氧化丁基，CO表示所述C5～C6的氧化烷基，所述AO、BO、CO为任意顺序均聚、无规共聚、嵌段共聚组合；0≤m≤100，1≤n≤100，1≤k≤50；和/或，a表示起始剂的官能度，1≤a≤8。4.根据权利要求3所述的聚醚多元醇，其特征在于，在式(I)中，R1选自C1～C
20
的脂肪基、C6～C
20
的芳香基、C1～C
20
的羰基或氢；和/或，R
’
选自H、C1～C
20
的烷基或C6～C
20
的芳香基；和/或，R2选自氢、C1～C
10
的脂肪基、C6～C
10
的芳香基或-(C＝O)R3，其中，R3选自氢、C1～C
10
的脂肪基或C6～C
10
芳香基；和/或，0≤m≤95，5≤n≤100，1≤k≤20；和/或，2≤a≤8。5.权利要求1～4之一所述聚醚多元醇的制备方法，包括：在催化剂存在下，起始剂与环氧化合物进行反应，然后任选地进行封端处理，再经后处理得到所述聚醚多元醇。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在加入催化剂后进行保护性气体置换处理和脱水处理；优选地，所述保护性气氛选自惰性气氛和/或氮气；更优选地，在加入催化剂后，进行氮气置换处理，升温至70～100℃进行真空脱水处理。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自碱金属催化剂和/或DMC催化剂，优选地，所述碱金属催化剂选自碱金属、碱金属氢氧化物、碱金属醇化物、碱金属氧化物中的至少一种，优选选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铯、甲醇钾、叔丁醇钾、金属钾、金属钠等的至少一种，更优选选自氢氧化钾和/或甲醇钾；和/或所述DMC催化剂的结构式如式(II)所示：M
1a
[M
2d
(CN)
f
].M
1b
[M
3e
(CN)
g
].M
1c
X
h
.Y
i
.Z
j
.kH2O 式(II)在式(II)中：M1、M3选自Zn、Fe、Ni、Mn、Co、Sn、Ph、Mo、Al、V、Sr、W、Cu或Cr；其中，M1的优选方案为Zn、Ni或Co；M3的优选方案为Zn或Fe；M2选自Fe、Co、Cr、Mn、Ir、Ni、Rh、Ru或V，其优选方案为Fe或Co；X选自卤素元素、OH-、NO
3-、CO
32-、SO
42-或ClO
32-；Y选自具有叔醇结构的C4～C
10
有机醇，其优选方案为叔丁醇或叔戊醇；Z选自脂肪族酯、芳香族单酯或芳香族二酯，其优选方案为芳香二酯，更优选的方案为邻苯二甲酸酯；
a、b、c表示M1的离子个数；d、e分别表示M2、M3离子个数；f、g表示CN的离子个数；h、i、j、k分别表示X、Y、Z及H2O的个数。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，当采用碱金属催化剂时，其用量为起始剂和环氧化合物总质量的0.01％～5％，优选为0.1％～0.5％；当采用DMC催化剂时，其用量为起始剂和环氧化合物总质量的0.001％～5％，优选为0.003％～0.01％。9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述起始剂为含有活性氢原子的物质，优选自含有端胺基、端羟基和端羧基中至少一种的化合物、聚亚烷基氧化物、聚醚、聚交酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚醚-聚酯-聚酰胺至少两种的共聚物，优选自含有端胺基、端羟基和端羧基中至少一种的化合物，更优选含有端羟基的化合物；优选地，当不进行封端处理时，所述起始剂选自含有端胺基、端羟基和端羧基中至少一种的化合物，当进行封端时，所述起始剂选自含端羟基和/或端羧基的化合物。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述起始剂为R
1-(X
’
)
a
，X
’
选自羧基、羟基或胺基，优选地，所述起始剂选自水、C1～C
20
的单羧酸化合...

【专利技术属性】
技术研发人员：宰少波，金晖，张志华，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：