[发明专利]低密度海绵用软泡聚醚多元醇的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚醚多元醇合成技术领域，具体涉及一种低密度海绵用软泡聚醚多元醇的制备方法。

背景技术

随着国民经济的逐步增长，人民生活水平的逐步提高，消费者对家具产品的要求逐渐提高，这在一定程度上推动了特种聚醚多元醇制备的海绵产品的需求。传统KOH催化剂制备的高分子量聚醚多元醇，会由于聚合过程中的副反应导致性能较差，而近年来双金属催化体系制备的低不饱和度、3官能度高分子量的环氧丙烷聚醚多元醇，能满足常规客户海绵需求，但是对于操作宽容度、尺寸稳定性、弹性等性能方面要求较高的低密度高品质高回弹产品而言，并没有明显的突破。

固体山梨醇作为一种高官能度起始剂，制备的硬泡聚醚多元醇可有效改善泡孔细腻程度、提高泡沫尺寸稳定性，而适用于海绵产品的聚醚多元醇还必须具备较高的分子量、较低的分子量分布、较优的开孔性，但是固体山梨醇单独作为起始剂制备高分子量软泡聚醚产品未有报道，同时采用传统的工艺也无法实现高分子量、低不饱和度特种聚醚的聚合。

因此开发合适的聚醚合成工艺制备高分子量山梨醇基聚醚多元醇并应用于低密度高品质海绵产品具有较高的经济价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种低密度海绵用软泡聚醚多元醇的制备方法，科学合理、简单易行，制备的聚醚多元醇具有超高的分子量、较高的官能度、较低的不饱和度、较窄的分子量分布，同时还能赋予聚氨酯产品更优的使用性能。

本发明所述的低密度海绵用软泡聚醚多元醇的制备方法是仅以固体山梨醇为起始剂，通过两段聚合工艺制备聚醚多元醇。

本发明所述的低密度海绵用软泡聚醚多元醇的制备方法，步骤如下：

(1)前段聚合反应：首先在反应釜中加入固体山梨醇、KOH催化剂、溶剂，搅拌均匀后，氮气置换3-5次，升温至60-95℃，然后加入第一批环氧丙烷单体进行聚合反应，反应至压力不再变化后，抽真空脱除溶剂，之后在105-120℃将剩余环氧丙烷单体分批加入至聚合完毕；对聚合完毕的产物采用磷酸水溶液在85-95℃进行中和反应，之后加入吸附剂脱除K⁺，并在真空下脱水，脱水完毕后对其过滤得到中间体聚醚多元醇；

(2)后段聚合反应：向步骤(1)得到的中间体聚醚多元醇中加入双金属催化剂，之后与环氧丙烷和环氧乙烷的混合物反应，得到所需聚醚多元醇。

步骤(1)中所述的KOH催化剂用量为前段聚合反应中所用山梨醇和环氧丙烷总质量的0.25-0.7％；吸附剂为硅酸镁、硅酸铝或硅酸镁铝中的一种或多种，吸附剂用量为前段聚合反应中所用山梨醇和环氧丙烷总质量的0.1-0.3％。

步骤(1)中所述的溶剂为二甲基甲酰胺、四氯化碳、二甲基亚砜或1，3-二甲基咪唑啉酮中的一种或多种，溶剂的用量为前段聚合反应中所用山梨醇和环氧丙烷总质量的4-8％。

步骤(1)中所述的前段聚合反应中所用山梨醇与环氧丙烷的重量比为182：618-1018。

步骤(1)中所述的第一批环氧丙烷单体用量为前段聚合反应中所用山梨醇和环氧丙烷总质量的4-6％。

步骤(1)中所述的前段聚合反应中，通过控制环氧丙烷用量，所得聚醚多元醇分子量控制在800-1200，水分控制在≤0.05％，PH控制在5.5-6.9。

步骤(1)中所述的磷酸水溶液中磷酸用量为KOH用量的1.7-2.2倍，水的用量为前段聚合反应中所用山梨醇和环氧丙烷总质量的3％。

步骤(2)中所述的双金属催化剂为双金属氰化络合物催化剂，双金属催化剂的用量为后段聚合反应中环氧丙烷和环氧乙烷的混合物与中间体聚醚多元醇的总质量的0.0025-0.006％。双金属氰化络合物催化剂为上海奇克氟硅材料有限公司生产，市售产品。

步骤(2)中所述的中间体聚醚多元醇与环氧丙烷、环氧乙烷混合物的重量比为8-12:88-132，环氧丙烷与环氧乙烷的重量比为85-92：8-15。

步骤(2)中所述的后段聚合反应中，通过控制环氧丙烷和环氧乙烷共混物用量，所得聚醚多元醇分子量控制在10000-14000，粘度2500-3500/25℃，水分控制在≤0.1％，PH控制在6.0-6.9。

本发明主要解决了以下两个难点：一是前段聚合添加溶剂，采用溶液聚合，解决了在传统工艺制备过程中，固体状态下山梨醇与KOH催化剂生成醇钾的效果较差，反应周期长，导致指标不稳定的现象；二是后段聚合采用EO/PO双金属配位聚合实现了超高分子量、低不饱和度的聚醚多元醇的合成。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：