一种聚醚连续化合成的方法技术

本发明专利技术公开了一种新型的聚醚连续化合成的工艺流程，属于聚醚多元醇合成领域。本发明专利技术主要内容涉及采用4个反应器串联的模式，在第一反应釜通过加入环氧化物于催化剂预反应，使得催化剂激活且粒径＜1um，使用该工艺生产的聚醚多元醇具有粘度低、分布窄的特性，且可以提升装置产能，基于此工艺的产品在软泡、CASE等领域具有广泛的应用。等领域具有广泛的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种聚醚连续化合成的方法


[0001]本专利技术涉及一种聚醚连续化合成的方法，属于聚醚合成领域。

技术介绍

[0002]聚醚多元醇是一种聚氨酯合成重要的原料，一般通过环氧化物开环聚合获得。目前工业上，最多采用的催化剂体系为碱金属催化剂和双金属催化剂(DMC)。DMC催化剂相比传统的碱金属催化剂，具有催化效率更高、不需要脱盐处理、以及产品不饱和度低的优势，因此在工业化生产中备受青睐。尤其是DMC催化剂具有Catch
‑
Up效应，因此被开发应用于连续化生产。
[0003]采用连续化工艺生产聚醚多元醇，装置占地面积小、产品品质稳定、生产成本低。然而，连续化工艺合成的产品存在粘度偏大，PDI偏宽的问题。以万华市售牌号F3156为例，KOH间歇工艺合成的产品粘度一般在480
±
10cp@25℃，PDI约为1.05，其他公司采用连续化工艺合成的相同结构的产品粘度在560
‑
700cp@25℃，PDI约1.25
‑
1.40。这就限制了连续化产品的应用领域，尤其是合成聚合物多元醇。
[0004]因此，改进聚醚连续化生产工艺制备低粘度，窄分布的产品成为目前研究的重点。

技术实现思路

[0005]本专利的目的在于提供一种聚醚连续化合成的工艺，使用该聚合工艺，不仅合成的产品具有低粘的特征，其PDI分布也窄于目前市售连续化产品，且装置产能提升了10％。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种聚醚连续化合成的方法，采用4个反应器串联的模式，其中第一反应器为催化剂预反应釜，第二釜为催化剂存储釜，第三反应器为产品反应釜，第四反应器为老化反应釜。其中，第一反应器中通过加入环氧化物预反应，使得催化剂激活且粒径＜1um。
[0008]作为一种优选的方案，一种聚醚连续化合成的方法，包括以下步骤：
[0009]A、在第一反应器中加入一定粒径、浓度的DMC催化剂和低分子聚醚，在一定温度下，通入一定量的环氧化物进行激活，反应至设定分子量，使得DMC催化剂的粒径＜1um；将催化剂转入第二反应器存储，保持温度100
‑
140℃；
[0010]B、将激活后的催化剂溶液、小分子醇和环氧化物按照设计的比例通入第三反应器，维持一定温度和压力，反应至满釜后溢流至第四反应器；
[0011]C、第四反应器在一定温度下进行老化，老化后降低至一定温度将产品转入包装系统。
[0012]进一步地，第一、三、四反应器可以分别是搅拌反应器、喷射反应器、喷雾反应器或管式反应器，优选地，三个反应器均使用搅拌反应器。
[0013]步骤A中：进一步地，DMC催化剂的平均粒径为10
‑
500um，优选10
‑
100um。
[0014]进一步地，分散DMC催化剂的低分子聚醚官能度与目标产品一致，分子量为300g/mol～1000g/mol，优选300
‑
600g/mol。
[0015]进一步地，低分子量聚醚可以为乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷中一种或多种混合作为起始剂的聚醚。
[0016]进一步地，DMC催化剂在低分子聚醚中的浓度为1000
‑
20000ppm，优选的5000
‑
10000ppm。
[0017]进一步地，催化剂激活的温度为120
‑
180℃，优选140
‑
160℃。激活后的设定分子量为600
‑
2000g/mol，优选900
‑
1200g/mol。
[0018]进一步地，所述的环氧化物为环氧乙烷和环氧丙烷的一种或两种。
[0019]进一步地，环氧化物的用量为低分子聚醚质量的1
‑
3倍，优选1
‑
1.5倍；反应后测量DMC催化剂的粒径＜1um。
[0020]步骤B中：
[0021]进一步地，第三反应器中催化剂浓度范围为15
‑
50ppm，优选25
‑
35ppm。
[0022]进一步地，小分子醇可以为丙二醇、二丙二醇、乙二醇、二乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷中地一种或混合几种，可根据产品系列选择多元醇种类。激活后的催化剂溶液、小分子醇和环氧化物的配比根据制备的聚醚多元醇产品而设计。
[0023]进一步地，反应温度为120
‑
180℃，优选130
‑
150℃。
[0024]进一步地，反应压力为0.05
‑
1MPaG，优选0.4
‑
0.6MPaG。
[0025]步骤C中：
[0026]老化反应的温度为120
‑
130℃，停留时间为10
‑
120min，降温至60
‑
80℃进入包装系统。
[0027]行业内已经有成熟的连续化聚醚生产工艺，产品普遍存在粘度较KOH偏高的问题，限制了产品的应用范围。文献研究认为造成粘度偏大的主要原因是DMC催化会产生极少量超高分子量聚合物，缠绕导致粘度偏大。本专利技术通过增加DMC催化剂预反应过程，降低了催化剂的粒径至1um以下，从而减少了在反应过程中催化剂不断变小时产生的超高分子量聚合物，从而使得产品粘度降低，另外由于催化剂已经激活，进入第三个反应釜器，无需激活等待，可提高装置产能。以3000分子量共聚软泡聚醚为例，通过实验测试，粘度为500cp@25℃，低于市售产品(580cp@25℃)，装置产能提升了～10％。
[0028]使用该工艺制备的产品可应用于软泡、CASE等领域，尤其是可用于合成低粘度的聚合物多元醇。
[0029]本专利技术是一种新型的聚醚连续化合成的工艺流程，相比于现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
[0030]1.该新型工艺的关键特点在于催化剂预激活，并通过化学方法控制粒径＜1um，进而减少了高分子量副产，产品粘度低，分布窄，产品使用范围更广；
[0031]2.通过催化剂预激活过程，装置产能得以提升。
具体实施方式
[0032]下面结合具体实施例对本专利技术进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本专利技术的进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，本领域技术人员根据本
技术实现思路
对本专利技术做出的一些非本质的改进和调整仍属本专利技术的保护范围。
[0033]粒度分布
[0034]采用马尔文激光粒度仪测定。取少量催化剂于叔丁醇中超声分散10min，用叔丁醇作分散介质于中测定两次，取平均值。
[0035]表观粘度
[0036]采用Brookfield DV
‑Ⅱ
+Pro粘度计测量，所用转子为34#。测定剪切粘度扭矩为50。具体测定方法为将转子放入POP料液中，连接到Brookfield DV本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚醚连续化合成的方法，其特征在于，采用4个反应器串联的模式，第一反应器为催化剂预反应釜，第二反应器为催化剂存储釜，第三反应器为产品反应釜，第四反应器为老化反应釜；其中，第一反应器中通过加入环氧化物预反应，使得催化剂激活且粒径＜1um。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：A、在第一反应器中加入一定粒径、浓度的DMC催化剂和低分子聚醚，在一定温度下，通入一定量的环氧化物进行激活，反应至设定分子量，使得DMC催化剂的粒径＜1um；将催化剂转入第二反应器存储，保持温度100
‑
140℃；B、将激活后的催化剂溶液、小分子醇和环氧化物按照设计的比例通入第三反应器，维持一定温度和压力，反应至满釜后溢流至第四反应器；C、第四反应器在一定温度下进行老化，老化后降低至一定温度将产品转入包装系统。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，第一、第三、第四反应器是搅拌反应器、喷射反应器、喷雾反应器或管式反应器，优选地，三个反应器均使用搅拌反应器。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，步骤A中，DMC催化剂的平均粒径为10
‑
500um，优选10
‑
100um；DMC催化剂在聚醚中的浓度为1000
‑
20000ppm，优选的5000
‑
10000ppm。5.根据权利要求2
‑
4中任一项所述的方法，其特征在于，分散DMC催化剂的低分子聚醚官能度与目标产品一致，分子量为300g/mol～1000g/mol，优选300
‑
500g/mol；低分子量聚醚为乙二醇、二乙二醇、丙二醇、...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦承群，鞠昌迅，范军，叶天，刘佳奇，翟永锋，黎源，华卫琦，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：