[发明专利]一种改性聚酯多元醇及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种耐水解、力学性能突出的改性聚酯多元醇及其制备方法和用途。 

背景技术

多元醇化合物是合成聚氨酯(PU)的基本原料之一，其性能直接决定聚氨酯产品的性能。多元醇化合物主要包括聚酯型和聚醚型两类：聚酯型多元醇制备的聚氨酯强度、耐磨、耐撕裂、耐油性好, 但耐水解性及耐低温性较差，且加工步骤较多；而聚醚型多元醇制备的聚氨酯耐水解、耐霉菌、耐挠曲、耐低温性能优良，且合成操作方便、经济性好，但耐热性和耐磨性欠佳。为了改善聚氨酯的性能，有人采用混合型多元醇醇与异氰酸酯预聚来制备聚氨酯，以期综合二者优点。如中国发明专利申请（公开号CN101481447A）公开了一种高耐水解软质革用湿法聚氨酯树脂及其制备方法：其采用耐水解性能优异的聚四氢呋喃二醇和聚碳酸酯二醇，以及普通的聚酯多元醇醇（己二酸-丁二醇-乙二醇聚合物）与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）直接混合，在扩链剂、催化剂等反应助剂的作用，合成聚氨酯树脂。但是由于多元醇粘度高、相容性差，造成反应原料分层，无法与异氰酸酯混合均匀；而且不同多元醇与异氰酸酯的合成反应速率不同，从而造成反应速率快的多元醇与异氰酸先反应，且产物分子量偏大，反应速率慢的多元醇与异氰酸酯后反应，产物分子量偏小，即使延长预聚时间，也无法解决上述问题。如此，这样一来混合多元醇与异氰酸酯预聚反应的产物等于是几种聚氨酯的混合物；其稳定性差，储存时间稍长，上述聚氨酯就会出现分层，无法作为合成革的原料使用。这是长期困扰制革业的问题。 

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种耐水解、力学性能突出的改性聚酯多元醇。其是合成聚氨酯的优异原料，能够与异氰酸酯聚合得到均一、稳定、耐水解、力学性能突出的聚氨酯。 

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案： 

一种改性聚酯多元醇，由聚碳酸酯和聚醚多元醇作为改性剂，与聚酯多元醇聚合而成，分子量为1000-3000，所述聚酯多元醇与所述改性剂的摩尔比为1-9:1。所述聚碳酸酯与聚醚多元醇的摩尔比为1-9:9-1。

所述聚醚多元醇选自聚丙二醇、聚乙二醇和聚四氢呋喃二醇中的一种或几种。 

作为一种优选的方案，本发明提供一种改性聚酯多元醇，由聚碳酸酯和聚四氢呋喃二醇作为改性剂，与聚己二酸1,6-己二醇三甲基戊二醇酯二醇聚合而成；所述改性聚酯多元醇分子量为1500-3000； 

所述聚己二酸1,6-己二醇三甲基戊二醇酯二醇，与所述改性剂的摩尔比为1-7:1；优选为1-4:1。

所述聚碳酸酯的分子量为800-2000，占所述改性剂总摩尔数的45-70%；所述聚四氢呋喃二醇的分子量为800-2000，占所述改性剂总摩尔数的30-55%。 

优选的，所述聚碳酸酯、聚四氢呋喃二醇和所述聚己二酸1,6-己二醇三甲基戊二醇酯二醇的摩尔比为：1:1:2。 

优选的，所述聚己二酸1,6-己二醇三甲基戊二醇酯二醇的分子量为800-1000，由己二酸、1,6-己二醇和三甲基戊二醇聚合而成；所述己二酸占酸醇总摩尔数的40-50%，优选的，所述己二酸占酸醇总摩尔数的40-45%；1,6-己二醇和三甲基戊二醇各自独立地占酸醇总摩尔数的10-50%，优选的，所述1,6-己二醇和三甲基戊二醇的摩尔比为1:1。 

本发明的另一个目的在于，提供一种改性聚酯多元醇的制备方法，包括如下步骤： 

[1] 原料包括：

己二酸：占酸醇总摩尔数的40-50%，

1,6-己二醇：占酸醇总摩尔数的10-50%，

三甲基戊二醇：占酸醇总摩尔数的10-50%，

抗氧化剂：占原料总重量的0.0005wt%，

消泡剂：占原料总重量的0.0002-0.001wt%，

催化剂钛酸四正丁酯：占原料总重量的0.004-0.01wt%；

将己二酸、1,6-己二醇、三甲基戊二醇、抗氧化剂、消泡剂、催化剂按照配方比投入反应容器内，充氮气保护，搅拌，升温至120-125℃，恒温一小时，再继续升温至215℃，控制冷凝管温度在101-105℃；215℃下保温至达到理论出水量，当酸值<20时，逐步抽真空，真空度在0.02MPa 、0.04MPa、0.06MPa、0.08MPa、0.1MPa各保持0.5小时，至酸值<0.5且羟值=110-115，停止反应，降温，即得聚己二酸1,6-己二醇三甲基戊二醇酯二醇；