[发明专利]一种利用微通道反应器制备聚醚多元醇的方法

说明书

本发明公开了一种利用微通道反应器制备聚醚多元醇的方法，以活性氢化物为起始剂，氧化烯烃为原料，以双金属氰化物为催化剂，在微通道反应器中完成数均分子量为700‑1000的聚醚多元醇合成反应的过程，使用该方法制成的聚醚多元醇产品分子量分布较窄，产品不饱和度低，无拖尾峰生成。

技术领域

本发明属于聚醚的制备方法领域，具体涉及一种利用微通道反应器制备聚醚多元醇的方法。

背景技术

聚醚多元醇是聚氨酯生产中的重要原料，一般由含多羟基醇的起始剂与环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等环氧化物在碱性催化剂存在下经加聚反应制得。碱性催化剂一般选用氢氧化钾、氢氧化钠等，该类催化剂主要是催化环氧烯烃阴离子开环，缺点是在制备数均分子量大于1000的聚醚多元醇的过程中易形成不饱和键，这些不饱和键的存在使聚醚多元醇的官能度降低，对聚氨酯材料的硬度和机械性能均会产生不利影响。

为降低数均分子量大于1000的聚醚中的不饱和度，行业公知使用的催化剂为双金属氰化物(DMC)，但使用DMC制备聚醚多元醇时，反应温度一般高于130℃，在聚醚合成过程中易生成一定量的聚醚多元醇拖尾峰，导致分子量分布变宽，产品的粘度偏高，影响了产品的使用领域。

专利CN1210549A描述了一种使用DMC催化剂制备聚醚多元醇的方法，在反应釜中含羟基化合物在DMC存在下与环氧丙烷反应，通过连续加入起始剂的方式来减少聚醚中的拖尾峰的发生，但还会有少量的拖尾峰存在。专利CN1225652A描述了使用DMC催化剂连续制备聚醚多元醇的方法，物料在管中是活塞流，混合效果不好，产品的分子量分布系数较高，分布系数D≥1.1。专利CN1556829A介绍了一套反应釜和管式反应器结合的反应装置，反应是在反应釜中进行，在管式反应器对物料进行后处理，目的主要是降低物料中的环氧化物的含量。专利DE19840587A1、专利US6362126、专利CN1400982A描述了用于DMC催化剂制备聚醚多元醇的连续方法中的特定反应器，采用的是DMC负载催化剂，而这类负载型催化剂的催化活性较低，催化剂的普遍寿命较短。

目前，微通道反应器已经在具有一定危险性的消化反应、加氢反应等反应得到良好的利用，提升了反应的安全性。但是在聚合反应中，由于反应情况的不确定性、复杂性，微通道反应器的使用还需要更进一步的研究。

发明内容

本发明要解决的问题在于，聚醚合成过程中易生成一定量的聚醚多元醇拖尾峰，导致分子量分布变宽，产品的粘度偏高，影响了产品的使用领域；催化剂活性较低，寿命较短。

为解决上述技术问题，本发明提供一种利用微通道反应器制备聚醚多元醇的方法，具体包括以下步骤：

a)以活性氢化物为起始剂，双金属氰化物为催化剂，将起始剂与催化剂通过搅拌、升温和抽真空得混合物料；

b)将上述混合物料与氧化烯烃分别连续输入微通道反应器中进行反应，混合物料与氧化烯烃摩尔比为1﹕1～1﹕25；

c)上述反应结束后得粗聚醚多元醇；粗聚醚多元醇进入汽提塔后除去小分子，得到聚醚多元醇产品；

上述物料连续进入微通道反应器后，高速混合并发生反应，其中微通道反应器内温度为90～115℃，压力为0～0.3MPa，物料停留时间为30s～600s。

上述技术方案中，起始剂是具有2-8官能度的多元醇选自乙二醇、二甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、三甘醇、二丙二醇、三丙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二聚甘油、三聚甘油、四聚甘油、五聚甘油、六聚甘油、山梨醇、蔗糖中的一种或以上任意组合任意比例的混合物与氧化烯烃的反应产物，其羟基当量为150～300。在这些产物的制备中，氧化烯烃的加成反应催化剂选自氢氧化钾、氢氧化钠、钾、钠、甲醇钾、甲醇钠中的一种或几种的混合物；碱性催化剂在合成后通过结晶或吸附分离。