[发明专利]能够提高聚氨酯制品强度和硬度的聚醚多元醇的制备方法

说明书

本发明属于聚醚多元醇的制备技术领域，具体涉及一种能够提高聚氨酯制品强度和硬度的聚醚多元醇的制备方法。以碱金属或DMC为催化剂，起始剂与环氧化合物聚合反应，制得聚醚多元醇粗聚物，精制，得能够提高聚氨酯制品强度和硬度的聚醚多元醇；其中，所述的环氧化合物为环氧乙烷、环氧丙烷中的至少一种与含刚性基团的环氧化合物的混合物；所述的含刚性基团的环氧化合物为苯基环氧乙烷、烷基取代苯基环氧乙烷、卤代苯基环氧乙烷或醚代苯基环氧乙烷中的一种或几种。本发明通过对聚醚多元醇的分子结构中引入刚性基团同时调控环氧乙烷与环氧丙烷在分子中的含量与分布方式，能够使聚氨酯制品的硬度和强度获得大幅提升。

技术领域

本发明属于聚醚多元醇的制备技术领域，具体涉及一种能够提高聚氨酯制品强度和硬度的聚醚多元醇的制备方法。

背景技术

在众多聚氨酯应用领域，人们对材料的强度和硬度等机械性能指标有较高的要求，如硬质聚氨酯泡沫、高铁用微孔阻尼材料、矿山填缝材料、高模量结构胶等。一般而言，从聚醚多元醇的角度看，提高制品的强度主要的方式包括：(1)使用小分子的聚醚多元醇；(2)提高起始剂的官能度；(3)使用含有刚性基团的起始剂，如双酚A、双酚S、酚醛树脂等等。聚醚多元醇是由起始剂和聚合单体聚合而成，现有的思路基本集中在调整起始剂和分子量上，很少有人从调整聚合单体的角度去调整分子结构。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种能够提高聚氨酯制品强度和硬度的聚醚多元醇的制备方法，通过在聚醚聚合过程中，使用含有刚性基团的聚合单体，在聚醚分子结构中嵌段刚性基团，采用其制备的聚氨酯材料具有较高的强度和硬度，还具有优良的耐热老化性能。

本发明所述的能够提高聚氨酯制品强度和硬度的聚醚多元醇的制备方法，以碱金属或DMC为催化剂，在-0.1-0.4MPa压力，80-180℃温度下，起始剂与环氧化合物聚合反应，制得聚醚多元醇粗聚物，精制，得能够提高聚氨酯制品强度和硬度的聚醚多元醇；

其中，所述的环氧化合物为环氧乙烷、环氧丙烷中的至少一种与含刚性基团的环氧化合物的混合物；所述的含刚性基团的环氧化合物为苯基环氧乙烷、烷基取代苯基环氧乙烷、卤代苯基环氧乙烷或醚代苯基环氧乙烷中的一种或一种以上按照任意比例组成的混合物。

其中：

所述的苯基环氧乙烷结构式如下所示：

所述的烷基取代苯基环氧乙烷，结构式如下所示：

其中，R₁包括甲基、乙基、丙基和异丙基。

所述的卤代苯基环氧乙烷，结构式如下所示：

其中，R₂包括氟原子、氯原子、溴原子。

所述的醚代苯基环氧乙烷，结构式如下所示：

其中，R₃包括甲氧基、乙氧基、丙氧基和异丙氧基。

所述的能够提高聚氨酯制品强度和硬度的聚醚多元醇，数均分子量为300-8000mol/g，官能度1-6，羟值15-561mgKOH/g。

所述的起始剂为丙二醇、双酚A、二乙二醇、乙二醇、新戊醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇或木糖醇中的一种或几种的混合物。

所述的起始剂与环氧化合物的质量比为0.02-1:1。

所述的碱金属为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铯、甲醇钾或甲醇钠中的一种。

所述的起始剂与环氧化合物聚合反应，聚合方式为以下方式中的一种；

方式(1)，起始剂与环氧丙烷、一种或多种含刚性基团的环氧化合物混聚；