[发明专利]制备聚合物多元醇的反应系统和制备聚合物多元醇的方法

说明书

本发明提供一种制备聚合物多元醇的反应系统和制备聚合物多元醇的方法，所述反应系统包括反应器、第一循环单元、第二循环单元和流向切换单元，其中，所述反应器的反应腔被隔板分隔为第一反应室和第二反应室，所述隔板的顶部设有溢流口以使所述第一反应室和所述第二反应室相互连通；所述第一循环单元能使第一反应室内的物料在第一反应室的出料口和第一反应室的入料口之间循环流动；所述第二循环单元能使第二反应室内的物料在第二反应室的出料口和第二反应室的入料口之间循环流动。基于本发明的反应系统制备的聚合物多元醇具有低粘效果，且利用本发明方法制备的聚合物多元醇能获得力学性能优异并兼顾较高硬度的聚氨酯泡沫。

技术领域

本发明属于聚氨酯材料及加工领域，具体涉及聚合物多元醇的制备方法和反应系统。

背景技术

聚合物多元醇(POP)是一种具有特殊性能的改性聚醚多元醇，其以聚醚多元醇(PPG)为母体，与丙烯腈(An)、苯乙烯(St)等乙烯基单体接枝共聚制得。它既保持了聚醚链原有的柔性，又具有乙烯基聚合物的良好结构性能，使聚氨酯泡沫具有较高的承载能力和良好的回弹性能，增加泡沫体的开孔率，广泛应用于高承载、高回弹的软质及半硬质聚氨酯泡沫的生产，用在汽车、火车、飞机制造、家具行业等领域。

聚合物多元醇的制备可由连续进料和出料的搅拌釜或搅拌釜串/并联组合，具有连续进料和出料的管式反应器或环流反应器以连续法制备，也可以采用反应釜以间歇或是半连续工艺制备。

所谓的半连续工艺中，指首先仅将一部分原料，放入反应器中。剩余的原料在反应过程中以一股或多股计量的方式加入到反应器中。

目前市售的聚合物多元醇多采用连续化工艺制备(WO00/5971、US6013731、EP0640633、US5268418、EP365986)，具有粒径分布宽，粘度小等优点。但连续化生产工艺设备投资多，操作弹性小，通用性差。

为了实现聚合物多元醇具有间歇工艺设备投资少，操作弹性大，灵活性好的特点，还具备连续化工艺制备的粘度低的优点，科研工作者进行了一些研究：如CN1656136A公开了两种解决办法，一是通过间歇工艺制备两种聚合物多元醇，按照一定的比例混合；一是通过首先通过连续化工艺合成的聚合物多元醇，以此为种子，再配合间歇工艺制备聚合物多元醇。但是，在工业化装置上实现起来较为困难，前者需要使用两种不同的反应器或是工艺，同时增加了罐储和计量调配难度；后者需要间歇反应器和连续化反应器搭配，增加了投资。

发明内容

为了解决聚合物多元醇存在的上述矛盾，本发明提供了一种可以获得低粘度聚合物多元醇的反应系统，还提供聚合物多元醇的制备工艺，基于本发明的方案制备的聚合物多元醇具有低粘效果，且利用本发明方法制备的聚合物多元醇能获得力学性能优异并兼顾较高硬度的聚氨酯泡沫。

本发明为达到其目的，提供如下技术方案：

本发明一方面提供一种用于制备聚合物多元醇的反应系统，所述反应系统包括反应器、第一循环单元、第二循环单元和流向切换单元，其中，

所述反应器的反应腔内设有隔板，且所述反应腔被隔板分隔为第一反应室和第二反应室，所述第一反应室的容积大于所述第二反应室的容积，所述隔板的顶部设有溢流口以使所述第一反应室和所述第二反应室相互连通；

所述第一循环单元设置于所述第一反应室的出料口和入料口之间，并能使第一反应室内的物料在第一反应室的出料口和第一反应室的入料口之间循环流动；优选的，所述第一循环单元设有用于冷却物料的冷却器；

所述第二循环单元设置于所述第二反应室的出料口和入料口之间，并能使第二反应室内的物料在第二反应室的出料口和第二反应室的入料口之间循环流动；优选的，所述第二循环单元设有用于加热物料的加热器；

所述流向切换单元用于使第一循环单元中的物料在流向第一反应室的入料口和流向第二反应室的入料口之间切换，或者使第二循环单元中的物料在流向第二反应室的入料口和流向第一反应室的入料口之间切换。