[发明专利]一种聚酯多元醇及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚酯多元醇，其同时含有苯环和长碳链结构，其中长碳链结构的碳原子数≥17且该聚酯多元醇采用固定床反应器制备，并在该固定床反应器中填充有成型的固体酸催化剂。其次，本申请还公开了上述聚酯多元醇的制备方法。长碳链结构可以提高聚酯多元醇与戊烷系列发泡剂的相容性，同时可以降低聚酯多元醇的粘度。本申请中，利用固定床反应器自身的特性，扩大原料与固体催化剂的接触面积，提高原料与固体酸催化剂的有效接触，以提高反应效率，而且利用固定床反应器可以实现聚酯多元醇的连续化生产，改变现有的间歇式生产方式，简化了操作步骤。所制备的成型固体酸催化剂易于重复使用，减少生产过程中废水生成。

技术领域

本发明涉及本发明属于聚酯多元醇技术领域，具体涉及一种聚酯多元醇及其制备方法。

背景技术

近年来，聚氨酯产业蓬勃发展，聚氨酯作为一种性能优良的保温材料被广泛应用于多种领域。目前，多数聚氨酯硬泡生产配方中，聚酯多元醇与聚醚多元醇混合使用，与此同时，由于环保要求，戊烷系列发泡剂逐步取代对臭氧层有破坏作用的氯氟烃。其中，得益于具有更好阻燃性能以及发泡强度，芳香族聚酯多元醇得到广泛使用。然而，一方面，由于化学结构的差异，芳香族聚酯多元醇与聚醚多元醇以及环戊烷等发泡剂相容性较差。另一方面，芳香族聚酯多元醇粘度往往较大。这些特征将导致聚氨酯硬泡组合料存储稳定性差，发泡不均匀等问题。

为了解决上述问题，科研人员进行了大量研究。植物油具有长碳链结构，将其含有的长碳链引入聚酯多元醇结构中，可以提高其与戊烷系列发泡剂的相容性，同时可以降低产品的粘度。此外，植物油作为一种可再生资源，来源广泛，以植物油及其衍生物为原料合成聚酯多元醇，已被证明是一种较为理想的途径。

CN111995742A以钛酸酯为催化剂，首先植物油和三元醇通过酯交换得到中间产物，然后与二元酸，二元醇等进行酯化反应制备出具有良好戊烷相容性含氮杂环聚酯多元醇。专利CN110563935A以钛酸四丁酯和二月桂酸二丁基锡为催化剂，将不饱和脂肪酸与二元醇、三元醇、二元酸等通过一步合成，制备出一种高官能度的聚酯多元醇，有效降低产品粘度。钛酸四丁酯等钛酸酯和二月桂酸二丁基锡等有机锡是目前应用较多的制备聚酯多元醇的催化剂，然而，钛酸酯存在稳定性差，易水解等问题，有机锡催化剂具有毒性，反应后残留在聚酯产品中，对环境和人体有害。目前工业中应用较多的酯交换反应与酯化反应催化剂是均相碱、均相酸催化剂，不仅无法重复使用，而且工艺后处理流程长，需要中和、水洗，产生大量含盐废水。

发明内容

本申请首先提出了一种聚酯多元醇，该聚酯多元醇同时含有苯环和长碳链结构，其中长碳链结构的碳原子数大于等于17，同时不超过23。该聚酯多元醇采用固定床反应器制备，并在该固定床反应器中填充有成型的固体酸催化剂。长碳链结构可以提高聚酯多元醇与戊烷系列发泡剂的相容性，同时可以有效降低聚酯多元醇的粘度。本发明优化反应流程，简化了操作步骤，所制备的成型固体酸催化剂易于重复使用，减少生产过程中废水生成。

另外，该聚酯多元醇的羟值控制在200～400mgKOH/g，酸值2.0mgKOH/g。羟值过高说明引入小分子醇过多，影响后续发泡产品的分子量分布，羟值过低说明结构中长碳链结构过多，从而造成聚酯多元醇分子量过高。酸值过高，一方面说明酯化及缩合反应不够充分，另一方面在后续聚氨酯泡沫形成过程中消耗的胺类催化剂较多，反应活性降低，严重时会造成泡沫产品发生收缩闭孔等问题。

本申请中，利用固定床反应器自身的特性，扩大原料与固体催化剂的接触面积，提高原料与固体酸催化剂的有效接触，以提高反应效率。而且利用固定床反应器可以实现聚酯多元醇的连续化生产，改变现有的间歇式生产方式，简化操作步骤，节省了操作时间。另外，由于填充的成型的固体酸催化剂可连续较长时间使用，无需分离步骤，降低了生产成本。