制备聚合物多元醇的反应系统和制备聚合物多元醇的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种制备聚合物多元醇的反应系统及一种制备聚合物多元醇的方法，所述反应系统包括反应器、循环单元、进料管线及溢流管线；所述方法包括如下步骤：在一定温度下，基础聚醚、单体、预聚体混合后经由换热器出口进料管线进入循环单元，引发剂2经由反应器的顶部进料管线V2进入反应器，引发剂1经由反应器底部进料管线V1进入循环单元，通过换热器和反应器夹套维持反应温度，反应液经过溢流管线进入老化釜。基于本发明专利技术的反应系统制备的反应液残单低，反应器器壁结垢少，且利用本发明专利技术方法制备的聚合物多元醇醛值低，制备的聚氨酯泡沫气味少。味少。

【技术实现步骤摘要】
制备聚合物多元醇的反应系统和制备聚合物多元醇的方法


[0001]本专利技术属于聚氨酯材料及加工领域，具体涉及聚合物多元醇的制备方法和反应系统。

技术介绍

[0002]聚合物多元醇(POP)是一种具有特殊性能的改性聚醚多元醇，其以聚醚多元醇(PPG)为母体，与丙烯腈(An)、苯乙烯(St)等乙烯基单体接枝共聚制得。它既保持了聚醚链原有的柔性，又具有乙烯基聚合物的良好结构性能，使聚氨酯泡沫具有较高的承载能力和良好的回弹性能，增加泡沫体的开孔率，广泛应用于高承载、高回弹的软质及半硬质聚氨酯泡沫的生产，用在汽车、火车、飞机制造、家具行业等领域。
[0003]聚合物多元醇的制备可由连续进料和出料的搅拌釜或搅拌釜串/并联组合，具有连续进料和出料的管式反应器或环流反应器以连续法制备，也可以采用反应釜以间歇或是半连续工艺制备。目前市售的聚合物多元醇多采用连续化工艺制备(WO00/5971、US6013731)，具有粒径分布宽、粘度小等优点。但是存在着停留时间短、返混严重、反应液单体残留量高、产品脱单困难等问题。
[0004]为了解决这一问题，对引发剂进行复配是一种选择，如CN108026198B、US6780932B2所述，使用两种不同结构的有机过氧化物引发剂，解决了残留单体量较高的问题，但是引发剂的加入方式，采用了与聚醚多元醇或是单体如苯乙烯、丙烯腈或是预聚体等混合后加入，因为引发剂多为化学活性较高的有机过氧化物或是偶氮化合物，该工艺会造成氧化还原或是低温自由基聚合等副反应产生，体现在实际生产过程中会造成进料口堵塞、反应滤渣增加、反应器内壁结垢等后果。CN202180001905.9采用了另外一种方式解决，使用多级反应器系统，将引发剂分别加入到第一及第二级反应器，但是这样装置复杂程度增加，势必会导致安全风险的提高及罐储和计量调配难度的增加。
[0005]另外，对于聚合物多元醇合成系统而言，管线堵塞或是结垢是困扰稳定生产的难题，尤其体现在单体进料管线，一直未见有报道如何解决，业内一般采用阶段性停车检修来解决。

技术实现思路

[0006]为了解决聚合物多元醇存在的上述矛盾，本专利技术提供了一种可以获得低残单聚合物多元醇的反应系统，还提供聚合物多元醇的制备工艺。
[0007]本专利技术为达到其目的，提供如下技术方案：
[0008]本专利技术一方面提供一种用于制备聚合物多元醇的反应系统，所述反应系统包括反应器、循环单元、进料管线及溢流管线，其中，
[0009]所述反应器顶部设有溢流口，反应液通过溢流管线进入后续脱单工序；反应器外部设有加热夹套，热源可以为导热油、熔盐、高压蒸汽、电加热设备等；
[0010]所述循环单元连接反应器的底部和顶部，中间设置有换热器；换热器出口、反应器
的顶部和底部分别设有进料管线V3、V2和V1；循环单元的换热器为用于冷却物料的冷却器，冷媒可以为水、盐水、乙二醇中的一种或多种的混合物，优选为水。换热器优选设置在循环单元的中后端，以反应器底部出口为循环单元的起始位置；
[0011]所述循环单元的实际容积为反应器容积的0.05～0.3倍，特别优选0.1～0.2倍；
[0012]所述循环单元还设有动力泵，泵的形式不做特别限制，例如可以为齿轮泵、离心泵、隔膜泵等，动力泵位置优选在循环单元的中前端，优选在反应器的底部。动力泵具体用于使物料从反应器底部输出，经循环单元至反应器的顶部；泵每小时可输送的物料体积为反应器容积的8～16倍。
[0013]本专利技术还提供一种制备聚合物多元醇的方法，利用上述的用于制备聚合物多元醇的反应系统；
[0014]制备所述聚合物多元醇的反应原料包括基础聚醚、单体、预聚体、引发剂1、引发剂2；
[0015]所述方法包括如下步骤：在一定温度下，基础聚醚、单体、预聚体混合后经由换热器出口的进料管线V3进入循环单元，引发剂2经由反应器的顶部进料管线V2进入反应器，引发剂1经由反应器底部进料管线V1进入循环单元，通过循环单元换热器和反应器夹套维持反应温度，反应液经过溢流管线V4进入老化釜；
[0016]一些实施方案中，所述反应温度为100
‑
150℃(例如100℃、110℃、120℃、130℃、140℃)；
[0017]一些实施方案中，所述引发剂1与引发剂2可以相同，也可以不同，优选不同。优选在反应温度下引发剂1半衰期小于或等于(优选小于)引发剂2的半衰期。优选引发剂1的半衰期为物料在循环单元中停留时间的0.2～8倍，优选0.5～4倍(例如0.5倍，1倍，1.5倍，2倍，2.5倍，3倍
……
)，引发剂2的半衰期为物料在反应器中的停留时间的0.2～8倍，优选0.5～4倍(例如0.5倍，1倍，1.5倍，2倍，2.5倍，3倍
……
)。其中，物料在循环单元或反应器中的停留时间可通过以下公式计算：
[0018]T(循环单元)＝循环单元的实际容积/循环泵单位时间流量
[0019]物料在反应器中的停留时间可通过以下公式计算：
[0020]T(反应器)＝反应器容积/循环泵单位时间流量；
[0021]所述引发剂1和引发剂2优选以纯物质或是溶剂形式进入体系，引发剂1流量与引发剂2流量的有效引发剂(扣除溶剂后)的质量比例为60/40～98/2。
[0022]所述引发剂1选自包括有机过氧化物和/或偶氮化合物。有机过氧化物例如是过氧化
‑2‑
乙基己酸叔戊酯，1,1,3,3
‑
四甲基丁基过氧
‑2‑
乙基己酸酯，过氧
‑2‑
乙基己酸叔丁酯，过氧化二癸酰，过氧化二苯甲酰，过氧化月桂酰，1,1
‑
双
‑
(叔丁基过氧化)
‑
3,3,5
‑
三甲基环己烷，1,1
‑
二(叔戊基过氧化)环己烷，1,1
‑
双(叔丁基过氧化)环己烷，过氧异丙基碳酸叔丁酯，过氧化(2
‑
乙基己酸)碳酸叔戊酯，过氧化苯甲酰和/或过氧化二叔丁基等。偶氮化合物例如是偶氮二异丁腈，1,1
’‑
偶氮(氰基环己烷)，偶氮二异戊腈和/或偶氮二异丁酸二甲酯等。
[0023]所述引发剂2选自包括有机过氧化物和/或偶氮化合物。有机过氧化物例如是过氧化
‑2‑
乙基己酸叔戊酯，1,1,3,3
‑
四甲基丁基过氧
‑2‑
乙基己酸酯，过氧
‑2‑
乙基己酸叔丁酯，过氧化二癸酰，过氧化二苯甲酰，过氧化月桂酰，1,1
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双
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(叔丁基过氧化)
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3,3,5
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三甲
基环己烷，1,1
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二(叔戊基过氧化)环己烷，1,1
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双(叔丁基过氧化)环己烷，过氧异丙基碳酸叔丁酯，过氧化(2
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乙基己酸)碳酸叔戊酯，过氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制备聚合物多元醇的反应系统，所述反应系统包括反应器、循环单元、进料管线及溢流管线，其中，所述反应器顶部设有溢流口，反应液通过溢流管线V4进入后续脱单工序；优选地，反应器外部设有加热夹套；所述循环单元连接反应器的底部和顶部，中间设置有换热器E1；换热器出口、反应器的顶部和底部分别设有进料管线V3、V2和V1；优选地，换热器设置在循环单元的中后端，以反应器底部出口为循环单元的起始位置；优选地，所述循环单元的实际容积为反应器容积的0.05～0.3倍；所述循环单元还设有动力泵，动力泵位置优选在循环单元的中前端，更优选在反应器的底部；优选地，泵每小时可输送的物料体积为反应器容积的8～16倍。2.一种制备聚合物多元醇的方法，利用权利要求1的反应系统，所述方法包括如下步骤：在一定温度下，基础聚醚、单体、预聚体混合后经由换热器出口的进料管线V3进入循环单元，引发剂2经由反应器顶部进料管线V2进入反应器，引发剂1经由反应器底部进料管线V1进入循环单元，反应液经过溢流管线V4进入老化釜。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述基础聚醚、单体、预聚体混合液每小时流量为反应器容积的0.5～1.5倍；优选地，单体的质量为基础聚醚、单体、预聚体混合液质量总和的30％
‑
55％，基础聚醚的质量为基础聚醚、单体、预聚体混合液质量总和的30％
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【专利技术属性】
技术研发人员：李付国，倪晨，姜明，房士强，秦承群，
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：