[发明专利]聚合物多元醇的制备方法

说明书

本发明提供一种制备聚合物多元醇的方法，其包括以下步骤：使聚醚多元醇A与烯属不饱和单体聚合，以制备大分子单体；使得大分子单体与烯基单体在引发剂和链转移剂存在条件下聚合，以制备预制的稳定剂体系；和使预制的稳定剂体系、烯基单体和基础聚醚多元醇在引发剂和链转移剂存在下聚合，以制备聚合物多元醇，其中聚醚多元醇A的浊点为5‑70℃，烯属不饱和单体选自马来酸酐、富马酸酐、衣康酸酐及其混合物，烯基单体选自苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及其混合物，并且基础聚醚多元醇为羟基官能度为3‑8并且数均分子量为2000‑15000的聚醚多元醇。本发明方法制备的聚合物多元醇适合用于生产聚氨酯泡沫、特别是高硬度的聚氨酯泡沫产品。

技术领域

本发明涉及制备聚合物多元醇的方法，特别是连续法制备高固含量低粘度聚合物多元醇的方法。

技术背景

聚合物多元醇是在自由基引发剂存在下，以基础聚醚多元醇为母体，将烯基单体原位接枝于基础聚醚多元醇上制备而成。常用于接枝的烯基单体包括丙烯腈（ACN）、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、羟烷基丙烯酸酯、氯乙烯等。

聚合物多元醇主要应用于聚氨酯泡沫、聚氨酯弹性体的制备。当聚合物多元醇用于制备聚氨酯弹性体时，它可以有效提高聚氨酯弹性体的模量、 拉伸强度、 撕裂强度、 硬度和阻燃性， 又不明显增加其密度。当聚合物多元醇用于制备聚氨酯泡沫时，它可以明显改善发泡成型性，增加开孔率、 提高硬度、回弹性和尺寸稳定性，减少泡沫的回缩率。目前，聚合物多元醇被广泛应用于制造高回弹、 高负载、 高硬度的软质及半硬质聚氨酯泡沫产品。由此制备的聚氨酯泡沫产品有各种各样的用途，例如用于制造汽车、火车、飞机等的坐垫、 靠背和扶手,高档家具、地毯背衬和抗震吸能材料。

目前人们已经使用间歇法和连续法等工艺生产聚合物多元醇。间歇法工艺制备聚合物多元醇时，不同批次之间的产品的稳定性差，应用时就需要相应调整配方。同时，间歇法工艺形成的产品粘度偏大。粘度大导致产品输送困难，而且使用时挂壁在包装物内壁的聚合物多元醇残留物较多，从而浪费比较大，并且又造成环境污染。连续法工艺适合大规模生产聚合物多元醇。连续法工艺的产品质量稳定，而且在相同固含量下比间歇法工艺制得的产品粘度低，但是单体转化率相对低一些，需要通过后处理来脱除残余的未反应单体。

在聚氨酯泡沫产品合成过程中，作为反应物之一的聚合物多元醇的粘度将决定聚氨酯泡沫的初期流动性，而该流动性又决定了最终聚氨酯泡沫产品的上下密度差、底皮厚度等评价聚氨酯泡沫产品质量的性能。例如，电子用的聚氨酯泡沫产品对每平方米表面的大气孔个数有严格要求。因此在其合成过程中，对聚合物多元醇的要求更高，因为聚合物多元醇粘度越大就越容易在聚氨酯泡沫中产生不均匀的大气孔。

在聚氨酯泡沫生产过程中，生产商通常希望聚合物多元醇具有高固含量，从而可以改善聚氨酯泡沫的发泡成型性，增加开孔率、 提高硬度、回弹性和尺寸稳定性，减少聚氨酯泡沫的回缩率，提高聚氨酯泡沫的舒适性，并降低成本。

中国专利CN101429321A中公开了一种合成低粘度高固含量聚合物多元醇的方法。它采用的大分子单体是通过聚醚多元醇与马来酸酐反应，然后用环氧乙烷封端。使用的基础聚醚多元醇可采用甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇中的一种，分子量为500-8000，羟值官能度为2-6。乙烯基单体为苯乙烯与丙烯腈的混合物。链转移剂为十二烷基硫醇、异丙醇、正丁醇、2-丁醇、苯、甲苯等。引发剂使用偶氮二异丁酸二甲酯。聚合物多元醇产物的固含量为约43-47重量%，粘度为约4600-5800mPa•s。

高硬度的聚氨酯泡沫产品需要粘度更低固含量更高的聚合物多元醇。因此仍需要开发新的聚合物多元醇制备工艺。

发明内容

本发明目的在于提供一种聚合物多元醇的制备方法，其操作简单，特别适用于以连续法工艺实施。所制备的聚合物多元醇兼具低粘度和高固含量，从而适用于解决聚氨酯泡沫产品的硬度不足的问题。

在一个实施方案中，本发明提供了一种制备聚合物多元醇的方法，其包括以下步骤：