[发明专利]全水型聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚醚多元醇合成技术领域，具体涉及一种全水型聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法。

背景技术

聚醚多元醇是生产聚氨酯硬质泡沫的主要原料。硬质聚氨酯泡沫具有密度小、导热系数低、粘结强度高等特点，广泛应用于冰箱、冷柜及汽车、建筑等行业，但由于其使用的氟氯烃CFC-11发泡剂对大气臭氧层有破坏作用，为了维护生态环境，国际公约已对其生产和使用做出了严格的限制和规定，以零或低ODP值的发泡剂替代氟氯烃是聚氨酯泡沫行业的重大课题。

全水发泡技术，原理是水与多异氰酸酯反应生成CO₂，CO₂留在泡孔中作为泡沫塑料的发泡剂，该体系ODP值为零，无毒、环保、工艺简便、对设备无特殊要求、成本低，是CFC-11替代的一条重要线路。但是，全水发泡体系也存在许多不足，诸如没有物理发泡剂的溶剂稀释效应，组合聚醚物料的粘度较大、混合性差；在制备低密度硬泡时，由于用水量较大，造成泡沫酥脆，与基材的粘结性差，尺寸稳定性及绝热性能差等，从而限制了全水发泡聚氨酯泡沫的应用与推广。

另外，全水体系泡沫导热系数较高，在家电领域的推广和应用受到限制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种全水型聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法，制得的聚醚多元醇具有粘度低、强度高、基材粘结性及尺寸稳定性好的特点，适用于全水体系组合料的施工与生产。

本发明所述的全水型聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法，以蔗糖、季戊四醇、甘油和甲基邻苯二胺为复合起始剂，采用KOH作为催化剂，加入环氧丙烷进行聚合反应，然后中和、吸附、干燥并过滤后，得聚醚多元醇。

所述的全水型聚氨酯硬泡用聚醚多元醇的制备方法，优选为包括如下步骤：

(1)向反应釜中加入复合起始剂和催化剂，氮气置换后抽真空，搅拌升温，加入部分环氧丙烷反应，然后真空老化；

(2)加入余下的环氧丙烷，反应至压力恒定时继续老化；

(3)在85～90℃下加入水和磷酸进行中和，然后加入吸附剂吸附，脱水干燥并过滤，即得全水型聚氨酯硬泡用聚醚多元醇。

其中：

所述的蔗糖、季戊四醇、甘油与甲基邻苯二胺的质量比为342：68.1：196.9：61。

所述的复合起始剂与环氧丙烷的质量比为668：3306.5～4029.1。

所述的催化剂用量为复合起始剂与环氧丙烷总质量的0.2～0.3％。

步骤(1)中，加入复合起始剂时，将甲基邻苯二胺先用甘油溶解后再将二者的混合物一并加入。

步骤(1)中，搅拌升温至85℃时，加入部分环氧丙烷反应；所述环氧丙烷的量占复合起始剂与环氧丙烷总质量的8～10％；所述反应温度为80～90℃，反应压力为0.1～0.3MPa，反应至恒定压力。

步骤(2)中，反应温度为100～120℃，反应压力控制在0.1～0.3MPa。

步骤(1)、(2)中，所述的老化温度为90～110℃，老化时间为1～3h。

步骤(3)中，所述的磷酸为85％的磷酸；所述吸附剂为硅酸镁和硅酸铝的混合物，二者质量比为1：1～2，用量为复合起始剂与环氧丙烷总质量的0.2～0.3％。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)本发明采用官能度较高的蔗糖及分子结构极为规整的季戊四醇作为主起始剂，保证了聚醚多元醇的高强度和极佳的尺寸稳定性，同时具有较低的羟值，用其制得的聚氨酯泡沫基材粘结性能好。

(2)起始剂中同时引入了甲基邻苯二胺，用其生产的硬泡聚醚具有更好的互溶性，制成的聚氨酯泡沫更加均匀、泡孔更加细腻，不会引起收缩，提高了泡沫的隔热性能及低温尺寸性能。

(3)在加入复合起始剂时，先将甲基邻苯二胺用甘油溶解后再一并加入，解决了其在空气中不稳定容易变色及固体反应不充分的难题，使制备的聚醚多元醇不同批次的指标稳定性更好。

(4)制备过程中将环氧丙烷分批次加入，在较低温度下加入环氧丙烷顺利激活聚合反应，避免了直接进行高温反应副产物的生成，更有利于聚醚多元醇合成指标的稳定性，而且制备聚氨酯泡沫的各项性能更加优良。

(5)本发明采用复合起始剂，结合所述制备方法制得的聚醚多元醇粘度低、强度高、基材粘结性及尺寸稳定性好，适用于全水体系组合料的施工与生产，并且能够有效降低全水体系聚氨酯泡沫的导热系数，提高保温性能，特别适用于诸如冰箱、冷柜家电类对隔热性能及能耗要求较高的领域，符合节能、降耗、环保的高标准要求。

具体实施方式