[发明专利]高性能聚合物多元醇的制备方法

说明书

本发明涉及一种高性能聚合物多元醇的制备方法，主要解决现有技术中制备的聚合物多元醇黏度高、固含量低，其制备的聚氨酯泡沫时，当添加份数≥60份时，发泡物料存在流动性差、泡孔粗糙、泡孔不均匀的问题。本发明通过采用一种高性能聚合物多元醇的制备方法，以苯乙烯单体、丙烯腈单体、聚醚多元醇和大单体预聚体为原料，在自由基引发剂的存在下，在溶剂中进行自由基聚合，在一个或至少两个串联的搅拌反应器中制备得到高性能聚合物多元醇的技术方案，较好地解决了该问题，可用于高性能聚合物多元醇的工业制备中。

技术领域

本发明涉及高性能聚合物多元醇的制备方法。

背景技术

聚合物多元醇(POP)，是以通过聚醚多元醇为基础聚醚作为连续相，加乙烯基单体及自由基引发剂，在一定温度和氮气保护下进行原位共聚和接枝聚合而成。由这种聚合物多元醇制备的聚氨酯泡沫特点是软质聚氨酯泡沫塑料具有高硬度、承载能力和良好的回弹性能，还使得泡沫的泡孔结构、物理机械性能得到改进。

稳定性是聚醚多元醇的重要特征，在存储、运输以及使用聚合物多元醇时，要求分散相必须保持均匀分布在基础多元醇相内。大单体是含有多元醇可溶性基团，典型的是聚醚链段，其分子量可达数千及以上。大单体另一端是乙烯基链段，并存在于分散的聚合物粒子表面，其中多元醇可溶基团被认为通过这些可溶性基团与连续相基础聚醚多元醇相互作用来稳定聚合物粒子。常见的大单体是聚醚多元醇上一个羟基或者多个羟基被含有可聚合的不饱和基团封端而制备得到。

通过大单体来稳定聚合物多元醇中聚合物粒子的方法已经为本领域技术人员已知。大单体预聚体特别适合制备高固含量、低粘度聚合物多元醇。

人们已经使用半间歇法和连续法两种方法生产聚合物多元醇，通过这两种方法制备的产品用它们的粒度分布来区别。用半间歇法制备的聚合物多元醇的工艺中，大部分颗粒是在反应的前期产生的，后期的聚合只是已产生颗粒的进一步的增长，因此制备的聚合物多元醇的粒径分布窄，在一定固含量下粘度高；而用连续法制备的聚合物多元醇的工艺中，混配物料是连续进料、满溢后连续出料，聚合物多元醇的颗粒在反应过程中连续的形成，而形成的颗粒则连续的增长，因此在反应器中，已生成颗粒的竞争性生长与新颗粒的生成以及反应器中颗粒的连续翻转或出料，造成了其制备聚合物多元醇的粒径分布宽，在一定固含量下，要比半间歇法制备的聚合物多元醇的粘度低。

专利US5364906公开了一种生产分散体稳定性得到改善的低粘度聚合物多元醇的连续法。该方法使用两步连续法，其中第一反应产物通过使小于50％总单体混合物在主要含有大单体和聚合物控制剂的大于50％总多元醇中反应生成的。在第二反应器中，剩余的原材料被加到第一反应产物中。专利ZL96112759.7(CN1069654C)中公开了一种制备小平均粒度、高稳定性、细碎的、低粘度聚合物多元醇的连续方法。该文献中采用乙苯或正丁醇为溶剂，以烯醇醚为反应调节剂，制得的中间体固含量为15～30％(重量)，大单体的用量至少为12％(重量)，中间体作为种子，将苯乙烯和丙烯腈分多步加入的技术，得到平均粒度小、高稳定性、细碎、低粘度的聚合物多元醇。该文献中未涉及聚合物颜色问题。同时该文献制得的聚合物多元醇用于制备泡沫塑料时，制得的泡沫塑料性能中，断裂伸长率较低，一般小于126％，拉伸强度也一般。专利ZL01107850.2(CN1312302A)公开了一种连续法聚合物多元醇的制备方法，分散剂在激活釜中被激活并溢流连续移液到种子聚合釜；苯乙烯、丙烯腈和被激活的分散剂在AIBN引发下于聚醚多元醇、溶剂中共聚反应形成种子聚合物聚醚多元醇，溢流连续移液至聚合釜；在1～2个相互串联的聚合釜中，种子聚合物被苯乙烯、丙烯腈、溶剂所溶胀并聚合长大，形成粗聚合物聚醚多元醇；经闪蒸槽、蒸出塔和降膜蒸发器干燥得到固含量42％，粘度≥4500mpa·s(25℃)的聚合物聚醚多元醇。