[发明专利]高官能度聚酯多元醇及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚酯多元醇技术领域，具体地说是高官能度聚酯多元醇及其制备方法。

背景技术

聚氨酯树脂具有可发泡性，弹性，耐磨性，粘接性，耐低温性，耐溶剂性以及耐生物老化性等特点，因此用途广泛，它是发展较快的一种高分子合成材料，聚氨酯工业已形成了较大的生产规模。

我国聚氨酯工业起始于20世纪50年代末，至今已经有50多年的发展史。作为聚氨酯主要原料之一的聚酯多元醇，其国内需求也在不断扩大。近年来国内以PTA残渣和PTA氧化残渣为原料生产聚酯多元醇，它以其低廉的价格和优越的性能受到广大用户的肯定和好评，而且迅速占据了一定的市场份额。但是因残渣是一种复杂的混合物，里面含有很多单酸，影响了产品的性能，使其所发的硬泡出现发酥，收缩等不良性状，严重影响了产品的质量。聚氨酯材料分子内适度的交联可使聚氨酯材料在硬度，软化温度，弹性模量，断裂伸长率，永久变形和在溶剂中的溶胀性等方面都得到改进。提高聚氨酯多元醇的官能度就能提高聚氨酯材料的交联度。目前国内生产的聚酯多元醇都是二官能度产品。

发明内容

本发明的目的是提供高官能度聚酯多元醇及其制备方法，用该制备方法制备的高官能度聚酯多元醇具有耐磨性、强度、稳定性、耐热性、耐老化性等均好的优点。

本发明的技术方案是：高官能度聚酯多元醇，该多元醇是由下列重量份的原料制成的：PTA氧化残渣400-450份，丙三醇180-210份，二甘醇80-140份，季戊四醇20-30份，油酸50-90份，催化剂1-2份。其制备方法包括以下工艺步骤：按上述原料配比提取各原料并将各原料送入反应釜内，加热升温，待各原料熔融后开始搅拌，并通入氮气。当反应釜内温度达到145-165℃时各原料中的水份开始被蒸出，继续加温使反应釜内温度达175-215℃，保持此温度9-11小时，使各原料中的水份全部从反应釜中被蒸出。各原料中的水份被蒸出后继续保持上述温度1-2小时。然后停止加温并降温，在温度降至90-100℃时停止通入氮气并开始缓慢抽真空至0.08Mpa，保持1小时。继续抽真空至0.099-0.1Mpa，在抽真空的同时加温使温度达220-230℃，在上述高真空、高温度下各原料在反应釜中进行缩聚，缩聚时间为4-9小时。原料进行缩聚时其聚酯分子量增加很快。在缩聚时段内不断测量聚酯分子量的各项指标，当聚酯分子量的羟值达到400-430mgKOH/g，酸值达到≤3.0mgKOH/g，黏度为4000-6000mPa.S/25℃，水分的质量百分率在0.025以下，官能度＞3时就从反应釜中出料得到成品。

所述的催化剂为钛酸四丁酯，辛酸亚锡，二丁基氧化锡，二醋酸二丁基锡，二月硅酸二丁基锡中的一种或几种的混合物。

高官能度聚酯多元醇的制备方法包括以下工艺步骤：将PTA氧化残渣400-450份，丙三醇180-210份，二甘醇80-140份，季戊四醇20-30份，油酸50-90份，催化剂1-2份送入反应釜内，加热升温，待各原料熔融后开始搅拌，并通入氮气。当反应釜内温度达到145-165℃时各原料中的水开始被蒸出，继续加温使反应釜内温度达175-215℃，保持此温度9-11小时，使各原料中的水全部从反应釜中被蒸出。各原料中的水被蒸出后继续保持上述温度1-2小时。然后停止加温并降温，在温度降至90-100℃时停止通入氮气并开始缓慢抽真空至0.08Mpa，保持1小时。继续抽真空至0.099-0.1Mpa，在抽真空的同时加温使温度达220-230℃，在上述高真空、高温度下各原料在反应釜中进行缩聚，缩聚时间为4-9小时。原料进行缩聚时其聚酯分子量增加很快。在缩聚时段内不断测量聚酯分子量的各项指标，当聚酯分子量的羟值达到400-430mgKOH/g，酸值达到≤3.0mgKOH/g，黏度为4000-6000mPa.S/25℃，水分的质量百分率在0.025以下，官能度＞3时就从反应釜中出料得到成品。

所述的催化剂为钛酸四丁酯，辛酸亚锡，二丁基氧化锡，二醋酸二丁基锡，二月硅酸二丁基锡中的一种或几种的混合物。

所述的PTA氧化残渣中85％以上是邻，间，对苯二甲酸，其余为对甲基苯甲酸，对羧基苯甲醛，少量苯甲酸醋酸等。

根据官能度计算公式可知：y＝(2Xg+3Xt-2)/(Xg+Xt-1)。

Y为官能度支化度。

Xg为二元醇/二元酸的摩尔比。

Xt为三元醇/二元酸的摩尔比。