[发明专利]一种聚醚多元醇的连续化制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备聚醚多元醇的方法，具体的说，是一种连续化制备聚醚多元醇方法。

背景技术

聚醚多元醇主要应用于聚氨酯材料领域，用于生产聚氨酯软泡、硬泡及聚氨酯涂料、胶粘剂、密封胶、弹性体等制品，其消耗量占聚醚多元醇生产总量的80％左右。另外聚醚多元醇还主要应用于生产泡沫稳定剂、消泡剂、破乳剂及润滑剂等方面。

双金属氰化物(DMC)催化剂具有催化活性强，反应速度快，可以在较低温度下反应等特点，由DMC制备的聚醚多元醇具有以下优点：数均分子量调控的范围广，可以制备高分子量聚醚多元醇；产品不饱和度低，可达0.005mmol/g以下，其中一元醇含量极低，产品官能度接近理论值；分子量分布窄，粘度较低等。聚醚多元醇可使用多种方法制得，主要分为间歇式方法和连续式方法。间歇式生产存在许多弊端，主要是反应槽利用率低，生产周期长，各批次间的质量指标不稳定等。另外，在间歇法中，DMC催化聚合体系普遍存在一个缺点：聚合时不能直接以丙二醇、丙三醇等小分子多元醇作为起始剂，否则将在反应初期有一个很长的诱导期。一般需要由碱催化制备低分子量聚醚多元醇作为起始剂。如实现聚醚多元醇的连续化生产，则能够在很大程度上提高设备的利用率、缩短生产周期并降低生产的能耗。另外，连续化生产聚醚多元醇可以获得更稳定的产品质量。

随着聚氨酯工业的发展和新品的不断开发，对聚醚多元醇这一重要原料的质量也提出了更高的要求。不饱和度是衡量聚醚多元醇质量的重要指标之一，在聚醚多元醇的合成过程中存在环氧化物异构化生成烯丙醇的副反应，导致低相对分子质量的一元醇的生成，从而降低了聚醚多元醇的平均分子质量和官能度。这种一元醇在聚氨酯材料合成中会起到多种不利的影响。如：它限制了聚氨酯相对分子量的增长，对最终制品的物理和机械性能产生不良影响。它还会降低聚氨酯的耐候性，在紫外线照射下易产生降解等。另外，分子量分布是聚合物分子链结构中链长多分散性的科学量度，能从较深层次上反映聚醚多元醇的质量。聚醚多元醇产品的粘度与分子量、分子链的空间构型以及分子量分布的宽窄关系很大，数均分子量相同时分子量分布宽的产品其粘度也就越大。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚醚多元醇的连续化制备方法，由该方法制备的聚醚多元具有分子量分布窄，不饱和度低的特点。更为突出的是本发明提供了一种可以在DMC催化剂催化下直接使用小分子多元醇为起始剂制备聚醚多元醇的方法。

本发明中采用釜式反应器并应包括进料装置、反应釜、产品老化釜，选择性的添加原料预混釜及产品后处理装置。产品老化釜可以选择单一釜，优先选择多个老化釜串联使用，如图1所示。

本发明的技术方案如下：

一种聚醚多元醇的连续化制备方法，它由下列步骤组成：

步骤1.在反应釜中投入含有双金属氰化物(DMC)催化剂的低分子量聚醚多元醇作为起始剂，用氮气置换空气，抽真空、搅拌、升温至150～180℃，从反应釜底部连续加入环氧化合物，使反应釜内压力达到0.01～1.0MPa MPa，进行反应诱导，

步骤2.当反应釜内温度上升、压力下降，反应诱导成功，继续向反应釜通入环氧化合物，保持反应釜内温度为90～200℃、压力-0.05～1.0MPa，直至通入的环氧化合物的质量达到目标产物的要求，

步骤3.向反应釜内同时按比例连续加入含有双金属氰化物催化剂的起始剂和环氧化合物，保持釜内的温度为90～180℃、压力-0.05～1.0MPa，

步骤4.当反应釜充满后，反应物从反应釜顶部流出，从底部进入老化釜，继续反应，老化釜的温度保持在100～180℃，

步骤5.当老化釜充满后，聚醚多元醇产品连续地从老化釜顶部流出，进入产品储槽。

上述的聚醚多元醇的连续化制备方法，所述的步骤2，优选的温度为100～180℃，优选的压力为0～0.8MPa。

上述的聚醚多元醇的连续化制备方法，所述的步骤3，优选的温度为100～160℃，优选的压力为0～0.8MPa。

上述的聚醚多元醇的连续化制备方法，所述的步骤2通入环氧化合物的质量可以根据所需要制备的聚醚多元醇的分子量的大小进行调节。

上述的聚醚多元醇的连续化制备方法，所述的步骤3中所加的起始剂是低分子量聚醚多元醇，或是小分子多元醇。

上述的聚醚多元醇的连续化制备方法，所述的步骤4，老化釜的优选温度为110～170℃。

上述的聚醚多元醇的连续化制备方法，所述的步骤4，老化釜可以用多个老化釜串联，以保证产品在反应系统中有足够的老化时间。