[发明专利]聚醚酯多元醇及其制备方法

说明书

本发明涉及新的聚醚酯多元醇及其制备方法。

聚醚酯多元醇为在一条分子链中同时包括聚醚单元和聚酯单元的多元醇。它们特别用做制备聚氨酯材料的原料。用于获得聚醚酯多元醇的各种方法原则上是已知的。一些相关的文献现引用如下：

US 6 753 402记载了通过使用DMC催化剂将环氧烷催化加成至聚酯上。

US 5 319 006、US 5 436 313和US 5 696 225记载了通过使用缩聚催化剂使聚醚与二羧酸或酸酐进行缩聚反应。

US 6 569 352记载了一种两步法，其中第一步包括使多元醇与环状酸酐进行反应，第二步包括将环氧烷加成至在第一步中获得的中间体上。

US 20070265367、US 5 032 671和Journal of Applied Polymer Science,2007卷,第103期,第417-424页记载了环状酸酐和环状酯分别与作为引发剂的环氧烷和醇的直接共聚。

US 20060211830记载了一种两步法，其中第一步包含使含羟基的羧酸酯与环氧烷反应。反应产物随后在酯交换催化剂的存在下缩聚。

EP 1 923 417 B1记载了借助碱性催化剂在脂肪酸酯存在下H-官能化合物与环氧烷的反应。所述方法涉及同时进行烷氧基化反应和酯交换反应，因此据称获得了均质的聚醚酯。

即使在上述文献中记载了使用脂肪酸酯或羧酸或羧酸酯或羧酸酐作为原料制备聚醚酯多元醇，这些文献均未表明环氧烷的碱催化开环聚合除脂肪酸酯之外还可包括其他的酯或酸酐官能的分子。然而，这提供了一种获得新聚醚酯结构的途径，该聚醚酯结构还可通过选择功能性分子来进一步改性和优化至特定的应用，例如在聚氨酯中。

在许多应用中，例如与聚氨酯——由多元醇例如聚酯多元醇获得的聚氨酯——有关的应用中，疏水特性是所期望的。它们通常导致吸水性下降和抗水解性改善，即改善了聚氨酯部分的老化特性。此外，疏水改性的聚氨酯可具有改变的表面构造，其可反映在例如改善的耐滑性或更愉悦的触感(改善的触觉)上。下降的吸水性在涂料、粘合剂、密封剂、弹性体(CASE)应用中提供了明显的优势。这些应用通常指定在某些测试条件下的聚氨酯的最大吸水性，因为众所周知的是，在这些应用中具有相对较低吸水性的聚氨酯通常具有改善的性能。在烃发泡硬质聚氨酯泡沫配方中，疏水性多元醇是所期望的，因为疏水性多元醇改善了多元醇组分、发泡剂和异氰酸酯组分之间的相容性，即使相对较高比例的脂族或环脂族发泡剂(正戊烷或环戊烷)也会产生均质的多元醇组分。

然而，例如在以上引用文献中所体现的，在制备聚醚酯多元醇领域中的现有文献没有提供令人满意的方案来解决如何制备用于广泛应用的具有疏水特性的聚醚酯多元醇的问题。此外，制备聚醚酯多元醇的现有方法通常具有高的能量需求且通常非常昂贵和不方便，例如必须除去在反应过程中形成的水。

本发明的一个目的是提供一种简单且非常高效节能的制备用于广泛应用的具有疏水特性的聚醚酯多元醇的方法。该方法应当理想地提供均一和均质的的聚醚酯多元醇，该聚醚酯多元醇应当适用于聚氨酯(PU)应用。该方法应当能够使用廉价原料。

我们已经发现，该目的通过以下制备聚醚酯多元醇的方法而实现，所述方法借助亲核和/或碱性催化剂使混合物(A)与至少一种环氧烷v)反应，所述混合物(A)包含至少一种泽瓦夫活性(Zerevitinov-active)化合物i)，至少一种选自二羧酸的环状酸酐的化合物ii)，至少一种脂肪酸iiia)和/或其酯iiib)以及任选地至少一种选自环状单酯和二酯的化合物iv)，其中至少一种泽瓦夫活性化合物i)选自具有1至8的官能度的羟基和/或氨基官能的化合物，并且其中所述脂肪酸酯iiib)选自不含羟基的脂肪酸酯，及其混合物。

本发明还提供了一种通过本发明的方法获得的聚醚酯多元醇，以及由本发明的方法获得的聚醚酯多元醇通过与二异氰酸酯或多异氰酸酯反应而制备发泡聚氨酯和/或致密聚氨酯的用途，以及通过本发明的方法获得的聚醚酯多元醇用于制备聚异氰脲酸酯泡沫的用途，以及由本发明的方法获得的聚醚酯多元醇用于制备涂料或粘合剂领域的致密聚氨酯的用途。

在本发明的一个优选的实施方案中，在至少一种环氧烷iv)加入之前，所述混合物(A)与亲核和/或碱性催化剂一起初始进料至反应容器中。

在本发明的一个优选的实施方案中，所述泽瓦夫活性化合物i)选自具有1至8的官能度的羟基和/或氨基官能的化合物。