[发明专利]一种尿素改性聚醚多元醇的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚氨酯泡沫塑料领域，特别涉及一种用尿素改性聚醚多元醇的制备方法。

背景技术

自从聚氨酯工业化以来，由于其自身的众多优点，使其发展极为迅速，而作为聚氨酯的一个重要分支聚氨酯泡沫塑料也随之得到迅速发展，需求量逐年上升。聚氨酯泡沫塑料是由多元醇和多异氰酸酯在各种助剂存在的条件下反应制备的，用于泡沫塑料的多元醇通常是由含活泼氢的起始剂和氧化烯烃类化合物单体在离子催化剂作用下反应制得，所得多元醇分子量一般介于200～10000之间，官能度介于2～4之间。聚氨酯泡沫塑料的飞速发展，使得传统的填充聚醚多元醇(以多元醇或有机胺为起始剂与环氧丙烷和环氧乙烷反应制得)不再满足聚氨酯快速发展的要求，因此很多改性聚醚多元醇涌现出来，应用于不同的领域。

为了提高聚氨酯泡沫的承载能力、拉伸强度以及撕裂性能，需要对多元醇进行改性，制备填充聚醚多元醇是其主要手段之一，其技术可追溯到60年代初期。有机填充聚醚多元醇可分为两类，部分反应型和非反应型填充聚醚多元醇。非反应型聚合物分散体系的缺点与无机填料分散体系类似，非反应型填料颗粒与聚醚分散介质没有发生化学反应，存在着明显的界面，它与无机填料具有一样的缺点，虽使泡沫的负荷承载性能有所提高，却很难制备并保持分散体状态，容易产生沉淀；易于夹带空气；不易混和带有填料的多元醇乳液，发泡时泵输送困难；将使某些泡沫塑料的物理性能丢失；适用范围窄，不能制备多种聚氨酯泡沫产品等缺点。一种是采用在多元醇中接枝共聚乙烯基单体(如丙烯腈、苯乙烯等)来制备聚合物多元醇，目前市场占有率较大，但反应后残留于产品中的丙烯腈、苯乙烯等未反应单体毒性较大，产品气味也大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种尿素改性聚醚多元醇的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种尿素改性聚醚多元醇的制备方法，包括如下步骤：

(1)将有机溶剂、尿素、乳化剂、聚醚多元醇混合均匀并加热至130～140℃，所述有机溶剂与尿素的质量比为0∶1～7∶1，所述乳化剂与尿素的质量比为0∶1～2∶1，所述聚醚多元醇与尿素的质量比为0∶1～2∶1，然后加入异氰酸酯，所加入的异氰酸酯与尿素的质量比为0.5∶1～3.5∶1，在此温度下连续反应0.05～1.5小时，制得尿素-异氰酸酯乳液；

(2)将聚醚多元醇、含活性氢的小分子试剂加入步骤(1)所制得的尿素-异氰酸酯乳液中，在80～140℃下连续反应0.1～2小时后，于100～140℃抽真空脱除溶剂即可制得尿素改性的聚醚多元醇，本步骤所加入的聚醚多元醇的质量占步骤(1)中聚醚多元醇+乳化剂+尿素+异氰酸酯+步骤(2)中聚醚多元醇+含活性氢的小分子试剂的质量总和的60％～90％，所加入的含活性氢的小分子试剂的质量为本步骤所加入的聚醚多元醇的质量的0％～5％。

所述有机溶剂沸点在130℃到200℃之间，所述有机溶剂为对二甲苯、间二甲苯或邻二甲苯中的一种或一种以上的混和物，或为氯苯、乙苯、丙酸丁酯、乙酸丁酯或乙酸戊酯等中的一种。上述有机溶剂的沸点在尿素的熔融温度以上，并且与聚醚多元醇有良好相容性。

所述的异氰酸酯为脂肪族多异氰酸酯或芳香族多异氰酸酯，包括异佛尔酮二异氰酸酯、1，6-环己烷二异氰酸酯、1，4-丁烯二异氰酸酯、呋喃亚甲基二异氰酸酯、2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、2，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4′-二苯基-3，3′-二甲基甲烷二异氰酸酯、1，5-奈二异氰酸酯、1-甲基-2，4-二异氰酸酯-5-氯苯、2，4-二异氰酸酯-s-三臻、1-甲基-2，4-异氰酸酯环己烷、p-亚苯基二异氰酸酯、m-亚苯基二异氰酸酯、1，4-萘二异氰酸酯、偶氮二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)、2，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的碳化二亚胺改性物、2，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的氨酯改性物、4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的碳化二亚胺改性物或4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的氨酯改性物中的一种或两种的混和物。优选的异氰酸酯是2，4-甲苯二异氰酸酯或2，6-甲苯二异氰酸酯或两者的混合物。

所述聚醚多元醇的羟值一般在27～85mg KOH/g之间，官能度为2～3，分子量介于2000～5000之间，优选的是官能度为3、分子量为3000的聚醚多元醇。