[发明专利]生产聚醚醇的方法

说明书

本发明涉及一种通过将氧化烯催化加成到固体起始剂(starter)物质，主要是蔗糖上而制备聚醚醇的方法，以及这些聚醚醇在生产聚氨酯(PUR)，尤其是PUR泡沫中的用途。

通过阴离子聚合氧化烯而制备聚醚醇已经已知很长时间。

关于该主题的其它细节例如可在如下文献中找到：由Dr.R.Vieweg和Dr.A.Hchtlen编辑的Kunststoffhandbuch，第VII卷，Polyurethane(聚氨酯)，Carl-Hanser-Verlag，Munich，第1版，1966以及由Dr.G.Oertel编辑的第2版，1983和第3版，1993。

例如使用单糖、二糖或多糖和其它高官能度化合物作为起始剂物质用于合成高官能度聚醚醇，尤其是用于制备意欲用于硬质PUR泡沫的聚醚醇是已知的且已经被多次描述。通常使与液体辅助起始剂如二醇、三醇或胺混合的这些化合物烷氧基化。取决于这些辅助起始剂的比例，得到的聚醚醇的高官能度或高或低。

为了在硬质聚氨酯泡沫中实现高网络密度，可使用具有高官能度的聚醚醇。这需要每分子具有大量羟基的起始剂物质。泡沫中的网络密度增加可使泡沫的机械性能受到影响并使其最优。高度交联结构的形成导致更快地建立稳定的泡沫，因此导致体系中的固化行为加速并改进。可易于得到的蔗糖尤其为可构成高官能度聚醚醇基础的物质。

将固体起始剂物质烷氧基化的方法描述于US-A-3346557中。此处，将包含3-8羟基/mol的起始剂物质与胺催化剂混合并在包含于反应条件下为固体且含3-8羟基/mol的化合物的加合物中与0.5-1.5mol临近(vicinal)氧化烯反应。例如将蔗糖、三丁胺和蒸馏水混合并与氧化丙烯反应。将该加合物汽提，与三丁胺混合并进一步丙氧基化。蔗糖与氧化丙烯的加成产物用作摄取其它蔗糖以与氧化烯反应的反应介质。在该方法中，由于中间体上的增加的热应力，而存在产物颜色深的风险，这对某些应用是不希望的。同时，该方法要求重新使用碱性产物或最终多元醇。这损害了该方法的有效性。

DD 211797描述了一种使用与具有作为催化剂和辅助起始剂的组合功能的材料如氨和/或其丙氧基化产物组合的固体或高粘度起始剂物质而逐步制备聚醚醇的方法。因此，例如将氨水溶液、氢氧化钾水溶液和蔗糖混合并在第一反应步骤中丙氧基化。将所得产物汽提并与其它氧化丙烯反应。掺入含氮化合物导致聚醚醇的粘度较低，并且由于本质反应性增加，而导致在许多应用中的固化性能降低。

描述于DE-A-4209358中的制备基于固体和高粘度羟基-、亚胺-或胺官能起始剂物质的聚醚醇的方法包括向起始剂物质或起始剂物质混合物中加入基于多元醇的重量为0.5-5重量％的脂族胺，随后使其与氧化烯反应。这些多元醇具有低的钾含量和浅的颜色。在该方法中，多元醇的胺含量也导致对异氰酸酯的本质反应性增加。

如果蔗糖在起始剂混合物中的比例超过75重量％且蔗糖在辅助起始剂中的溶解度低的话，则制备基于蔗糖和其它通常为液体的辅助起始剂的高官能度聚醚醇在技术上是有困难的。

已经发现基于水溶性固体H-官能起始剂，优选山梨糖醇和/或蔗糖，特别优选蔗糖，尤其是在起始剂物质中具有高比例蔗糖的那些的聚醚醇经常具有高比例的未反应蔗糖。其可从聚醚醇中沉淀出并导致沉降物。此外，蔗糖还可在聚氨酯的生产中计量加入多元醇组分时产生问题。此外，结果是聚醚醇的实际官能度低于计算的官能度。

由于多元醇的官能度增加，蔗糖相对于起始剂混合物中的液体或熔融的辅助起始剂的比例增加。起始剂混合物中的固体组分比例因此变得太高以至于导致技术和产物质量方面的一系列缺点。未反应蔗糖改变了多元醇中量的平衡并且使得在多元醇生产中确保质量变得更困难。

因此，在反应的起始阶段中混合变得更困难。因为蔗糖在二醇或三醇中溶解小并且其在他们的烷氧基化物中的溶解度仍然较低，在给定的如＞400的羟基数下，存在这样的风险：游离结晶的蔗糖贯穿反应并且未反应蔗糖在烷氧基化结束时作为沉降物存在。

为避免聚醚醇的加工和硬质泡沫性能中的问题，基于固体起始剂，尤其是蔗糖的聚醚醇需要不具有残留含量的未反应固体起始剂。

本发明的目的是提供一种制备基于固体起始剂物质，尤其是蔗糖的聚醚醇的方法，该方法在没有额外工艺步骤的情况下得到不具有残留未反应固体起始剂物质的聚醚醇，并且其中使用常规的起始化合物。在起始剂物质混合物中应不使用胺以避免聚醚醇的本质反应性。