[发明专利]一种采用微通道反应器连续生产高分子量聚醚的方法

说明书

本发明涉及一种采用微通道反应器生产高分子量聚醚的方法，包括微反应器、微混合器、前处理釜、预热管、延时管、计量泵A、计量泵B、环氧化合物储罐B、收集釜、中和釜、除盐装置、后处理釜、背压阀、压力表，所述微反应器具有多个微通道，且具有两个微反应器进料口和一个微反应器出料口；所述微反应器、微混合器、延时管成微反应单元；所述除盐装置包括后处理釜、过滤机；压力表设置于微混合器与背压阀之间。本发明方法先进科学，通过本发明，本发明采用的微反应器系统，混合快速均匀，避免超温现象，减少副反应发生，能连续生产低不饱和度、高分子量聚醚，可以直接放大生产，具有较高的安全性能，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种采用微通道反应器生产高分子量聚醚的方法，具体的说，是一种连续化制备低不饱和度、窄分子量分布的高分子量聚醚的方法。

背景技术

窄分子量分布和高分子量聚醚具有质量性能稳定的特点，在软泡聚氨酯、高回弹聚氨酯、聚氨酯弹性体、特种涂料、种橡胶、液压油、金切削液及飞机料淬火剂等领域应用前景广阔，其消耗量占聚醚多元醇生产总量的80%左右。另外高分子量聚醚还主要应用于生产泡沫稳定剂、减水剂、消泡剂、破乳剂及润滑剂等方面。

目前高分子聚醚所用催化剂多为传统的酸和碱物等。用酸作催化剂制得聚醚分子量分布较窄，但随着分子量的增加，同时产生大量的低分子齐聚物，影响产品的使用性能。用碱作催化剂即阴离子催化开环聚合为主，产品中单羟基聚醚含量高，分子量分布较宽、双键含量较高, 影响聚氨酯等制品的机械物理性能。当多元醇分子量增加时，异构化变得尤为显著。CN102532513A报道了KOH体系催化剂其催化特点为反应平缓，反应速度较低，合成周期较长，往往要通过增加催化剂和环氧丙烷浓度、提高反应温度等方式提高反应速度，但这些措施大多增加了烯丙醇聚醚副反应的几率，形成恶性循环。同时合成的聚醚多元醇相对分子量小，相对分子量分布宽。在通常的生产温度和如KOH存在下，无法制得羟值 (KOH) 28 mg/g的聚醚，且此时一元醇的含量却高达30%。这是因为碱催化不仅使环氧丙烷(PO)加成到生长中的聚醚分子链上, 而且催化副反应即环氧丙烷异构化成烯丙醇。烯丙醇的作用如同单官能起始剂，其羟基也与多元醇一起被环氧丙烷加成, 生成分子量相对较低的烯丙醇聚醚, 称为一元醇。一元醇和异氰酸酯反应干扰了聚氨酯的生成，引起链终止，极大地限制了分子量的增长，造成聚氨酯制品机械性能差。

随着聚氨酯工业的发展和新产品的开发，对聚醚多元醇这一重要原料的质量也提高出了更高的要求。不饱和度是衡量聚醚多元醇质量的一个重要指标之一，在合成过程中正是因为环氧化物异构化生成烯丙醇，从而降低了聚醚多元醇的分子量和官能度。另外，分子量分布也能从较深层次上反应聚醚多元醇的质量。因此，合成低不饱和度，分子量分布窄的高分子量聚醚是亟待解决的难题。

采用催化活性极强的双金属氰化物(DMC)络合催化剂生产的聚醚产品能克服以上诸多缺点。由DMC制备的高分子量聚醚具有以下优点：数均匀分子量调控的范围广，可以制备高分子量聚醚多元醇，产品不饱和度低，可达0.005mmol/g以下，其中一元醇含量极低，产品官能度接近理论值；产品粘度低，分子量分布系数接近1等。