[发明专利]生产聚醚多元醇的方法

说明书

本发明涉及制备聚醚多元醇，更具体地涉及中和且除去生产聚醚多元醇所用的碱催化剂。

制备聚醚多元醇，有时也称为聚(环氧烷)多元醇的方法，通常包括在碱催化剂，优选在强碱如氢氧化钾存在下，使具有多个活泼氢原子的起始化合物与一种或多种环氧烷反应。合适的起始化合物是a.o.多官能醇，其通常包括2至6个羟基基团。这类醇的实例是二醇，例如二甘醇，二丙二醇，甘油，二-和聚甘油，季戊四醇，三羟甲基丙烷，二乙醇胺，三乙醇胺，山梨糖醇，甘露糖醇等。使用的环氧烷通常是环氧乙烷，环氧丙烷，环氧丁烷或其两种或多种的混合物。

在将环氧烷加入到起始原料后，得到粗的、基础聚醚多元醇，其需要碱催化剂进行中和。

中和之后，还需要几个步骤来提供满足用于进一步使用的聚醚多元醇规格的聚醚多元醇。该聚醚多元醇可用作例如制备聚氨酯的原料，其中所述多元醇在一般情况下，与多异氰酸酯组分例如亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)反应。

US4306943描述了一种制备聚醚多元醇的方法，其中通过向所述粗聚醚多元醇中加入无机酸中和该多元醇，该无机酸在25℃的解离常数为大于10^-3，并且具有基于粗多元醇的重量计0.01到0.3％wt所用无机酸金属盐的水合物，其用于促进通过中和由碱性催化剂形成的盐的结晶生长。水随后通过蒸馏除去，并且将反应混合物进行过滤。这个方法的缺点是必须通过一个单独的工艺步骤制备金属盐的水合物，且该添加增加了过滤残余物的量。

这个和现有技术的其它方法的缺点是：引起盐结晶的中和提供了小晶体和/或具有相当大的颗粒尺寸变化的晶体。这使得例如通过过滤去除颗粒，变得困难。

本发明的目的是提供一种聚醚多元醇的制备方法，其中根据粒度、粒度分布和/或加工时间，优化中和反应介质和除去碱催化剂(也称为碱性催化剂或碱性聚合催化剂)，催化氧化烯(环氧化物)和起始多元醇或聚醚多元醇的醇基团之间的反应。

根据本发明，提供一种提供聚醚多元醇的方法。该方法包括以下步骤：

·提供粗聚醚多元醇混合物，其含有聚醚多元醇和碱催化剂；

·将粗聚醚多元醇混合物与酸和水混合，从而中和所述碱催化剂并提供第一中和的聚醚多元醇混合物；

·在第一脱水步骤中，从所述第一中和的聚醚多元醇中除去至少部分水，由此提供水含量为0.00到5.00％w的第一脱水中和的聚醚多元醇混合物，且该混合物含有所述聚醚多元醇及所述碱催化剂和所述酸的盐，所述盐以盐晶体形式存在；

·通过将水加入到所述第一脱水中和的聚醚多元醇混合物中，再溶解至少一部分的盐，由此提供第二中和的聚醚多元醇混合物；

·在第二脱水步骤中，从所述第二中和的聚醚多元醇混合物中除去至少部分水，由此提供第二脱水中和的聚醚多元醇混合物，该混合物包含所述聚醚多元醇及所述碱催化剂和所述酸的盐，所述盐以盐晶体形式存在；

·从所述第二脱水中和的聚醚多元醇中除去所述盐晶体，由此提供聚醚多元醇混合物。

根据本发明的一些实施方案，聚醚多元醇混合物可以包含0.00至0.08w％的水，所述w％的表述基于聚醚多元醇混合物的总重量。

在粗聚醚多元醇混合物与酸和水的混合步骤中，由此中和碱催化剂，并提供第一中和的聚醚多元醇混合物，水和酸可以单独添加，或是酸和水也可以酸的水溶液形式加入。任选只有部分所添加的水用来制备酸水溶液，而剩余的水原样加入。

因此，根据本发明的一些实施方案，酸可以以酸的水溶液加入到粗聚醚多元醇。

在聚醚多元醇的聚合过程中，用于催化环氧烷和醇基团之间反应的碱催化剂通常是强碱，如碱金属氢氧化物，如氢氧化钠，氢氧化钾或氢氧化铯或它们的混合物，而最优选使用氢氧化钾。通常催化剂的量在0.05至2w％的范围，例如在0.10到0.35w％的范围，最优选的量在0.13至0.29w％范围，基于在粗聚醚多元醇混合物中制备的聚醚多元醇的总重量的所述w％在聚合反应期间用于反应混合物中。

因此，根据本发明的一些实施方案，碱催化剂是氢氧化钾，氢氧化钠，氢氧化铯或它们的组合。

粗聚醚多元醇混合物通过催化聚合起始化合物与环氧烷(也称为环氧化物)制备。合适的起始化合物是a.o.多官能醇，其通常包括2至6个羟基基团。这类醇的实例是二醇，例如二甘醇，二丙二醇，甘油，二-和聚甘油，季戊四醇，三羟甲基丙烷，二乙醇胺，三乙醇胺，山梨糖醇，甘露糖醇，乙二醇，1，2-丙二醇，蔗糖，1，2，6-己三醇，或多胺如乙二胺和二氨基二苯甲烷(MDA)，以及它们的任意组合。