[发明专利]一种制备脂肪族聚酯多元醇的方法及其产品的用途

说明书

本发明涉及制备脂肪族聚酯多元醇的方法，包括：在惰性气氛中，在搅拌条件下，升温使至少一种多元醇与至少一种脂肪族多元羧酸和/或其酸酐反应，升温至170‑260℃、优选190‑240℃后保温至酸值为30‑50mg KOH/g，优选35‑40mg KOH/g；然后，减压缩聚进行脱醇，待酸值≤3mg KOH/g且优选2‑2.5mg KOH/g后停止反应，所述多元醇为脂肪族聚酯多元醇合成过程中在脱醇阶段排出的冷凝液的形式，其中多元醇的含量为30‑100重量％，优选为60‑90重量％，基于冷凝液的总重量计。本发明还涉及根据本发明的方法制备的脂肪族聚酯多元醇用于制备弹性体、胶黏剂、油墨及色浆的用途。

技术领域

本发明涉及聚酯多元醇合成领域，具体涉及一种制备脂肪族聚酯多元醇的方法及由该方法制备的产品的用途。

背景技术

聚酯多元醇是合成聚氨酯的重要原材料，在聚氨酯合成中充当柔性软链段的角色，而异氰酸酯与小分子扩链剂构成聚氨酯的硬链段部分。由于聚酯多元醇会影响聚氨酯的软段极性以及软硬态聚集结构，因此，聚酯多元醇的种类、结构、数均分子量等对聚氨酯性能影响较大。聚氨酯是一类主链具有氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)的大分子化合物的统称，除了氨基甲酸酯基团外，该大分子中还可能含有脲基甲酸酯、醚、脲、缩二脲等基团。聚氨酯内部独特的分子结构赋予了其高强度、耐撕裂、耐磨等特性。基于这些独特的性能，近些年来聚氨酯得到了飞速发展，已被广泛应用在诸多领域，如航空航天、体育、铁路、建筑、日常生活、工农业生产、医学等许多方面。聚氨酯应用领域的大面积拓展，使得聚酯多元醇获得了巨大的市场空间，拥有了可观的需求量和重大的研究价值。

聚酯多元醇通常是由有机二元羧酸(酸酐或酯)与多元醇(包括二醇)缩合(或酯交换)或由内酯与多元醇聚合而成。通常，根据羧酸的种类，聚酯多元醇主要分为脂肪族聚酯多元醇、芳香族聚酯多元醇和混酸系聚酯多元醇。

脂肪族聚酯多元醇因其较多的极性基团、分子链内强度和较大附着力，表现出较大的强度、耐磨性等性能。基于这些优良特性，脂肪族聚酯多元醇在生产聚氨酯油墨及色浆、热塑性聚氨酯弹性体、微孔聚氨酯鞋底、聚氨酯胶粘剂、浇注性聚氨酯弹性体、PU革树脂、织物涂层等方面被广泛应用。在脂肪族聚酯多元醇中，己二酸系聚酯多元醇应用范围最广，是聚酯多元醇的典型代表。此外还有丁二酸、戊二酸、癸二酸等酸系聚酯多元醇。

脂肪族聚酯多元醇通常是由小分子量的脂肪族酸和多元醇合成得到。工业上主要采用间歇法，将原料酸和醇按一定比例加入到反应釜中，加热、搅拌，并通入氮气将反应生成的水带出，釜内生成低分子量的聚酯多元醇；待酸值低于一定值时，维持恒温，逐步降低体系真空度，将反应生成的水和过量的原料醇蒸出(即“脱醇”步骤)，经冷凝器冷却后形成冷凝液，其中含有大量的原料醇。如果将这一阶段的冷凝液直接排放会对环境造成污染，同时也会使得其有效成分被浪费，造成原料的利用率降低。另一方面，冷凝液含有水分、复杂的醇组成或副产物，通常需要经过提纯处理才能继续使用。但是提纯工艺复杂、能耗高，造成生产成本的升高。

因此，仍需要一种在不增加成本的条件下回收利用上述冷凝液中的多元醇的方法。

发明内容

综上所述，本发明旨在提供一种至少克服以上缺点之一的制备脂肪族聚酯多元醇的方法以及通过该方法制备的产品的用途。

根据本发明的第一个方面，提供一种制备脂肪族聚酯多元醇的方法，包括以下步骤：

(i)在惰性气氛中，在搅拌条件下，升温使至少一种多元醇与至少一种脂肪族多元羧酸和/或其酸酐反应，升温至170-260℃、优选190-240℃后保温至酸值为30-50mg KOH/g，优选为35-40mg KOH/g；

(ii)减压缩聚进行脱醇，待酸值≤3mg KOH/g且优选为2-2.5mg KOH/g后停止反应，

其中，所述多元醇为脂肪族聚酯多元醇合成过程中在脱醇阶段排出的冷凝液的形式。