專利名稱：用于制備慢回彈聚氨酯泡沫的聚醚多元醇及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在催化劑作用下，制備含有羥基基團(tuán)的聚醚多元醇的方法，用于制備聚氨酯材料，特別是慢回彈泡沫聚氨酯。
背景技術(shù)：
聚氨酯(PU)軟質(zhì)泡沫問(wèn)世以來(lái)，因其優(yōu)越的回彈性而受到市場(chǎng)的青睞，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。然而在有些場(chǎng)合，人們卻希望使用具有下列特點(diǎn)的泡沫施加外力將其壓縮變形后，泡沫并不是像普通軟質(zhì)泡沫那樣馬上恢復(fù)原形，而是緩慢恢復(fù)原形，且沒(méi)有殘留變形，我們稱這類(lèi)泡沫為慢回彈泡沫。慢回彈泡沫又稱為粘彈性泡沫或記憶泡沫。眾所周知，由于慢回彈泡沫所具有的形狀記憶性、吸能、吸音、吸震等功能，其被作為沖擊吸收體、吸音體、震動(dòng)吸收體廣泛使用包括家具、床上用品、汽車(chē)配件、運(yùn)動(dòng)器材、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。其作為座墊材料和墊子時(shí)能使體壓分布更均勻，減少疲勞感和底面的錯(cuò)動(dòng)。隨著人們生活水平的的進(jìn)一步提高，慢回彈泡沫的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越寬，合成慢回彈泡沫用聚醚越來(lái)越迫切和重要。
目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)采用的慢回彈聚氨酯泡沫用聚醚有兩大類(lèi)一類(lèi)其羥值大于200mgKOH/g，甚至高達(dá)260-270mgKOH/g。采用低相對(duì)分子量的聚醚和低的異氰酸酯指數(shù)，PU泡沫的抗疲勞性會(huì)很差，為了彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)，工業(yè)上通常提高慢回彈泡沫密度。而增加泡沫密度就要減少配方中水的加入量，其結(jié)果導(dǎo)致脲段的減少。隨之帶來(lái)的后果是泡沫的透氣性差，甚至引起泡沫收縮。而在高密度泡沫中為防止收縮需加入開(kāi)孔劑，但開(kāi)孔劑的加入又導(dǎo)致泡沫結(jié)構(gòu)粗糙和泡沫表面不均勻，這是用戶所不歡迎的。另外采用低相對(duì)分子量的聚醚和低異氫酸酯指數(shù)所制造的慢回彈泡沫的低溫性能也差。另一類(lèi)其羥值＜170mgKOH/g，具有較高活性和較高分子量。較高相對(duì)分子量和高活性的聚醚配以較高指數(shù)的異氫酸酯可提高泡沫的柔韌性、抗疲勞性。再配入適當(dāng)開(kāi)孔劑、膠聯(lián)劑，使制得的泡沫結(jié)構(gòu)更趨均勻，表面不粗糙，透氣性更好。國(guó)外一些專利如US6051624、US4987156中提到用全環(huán)氧丙烷與三羥基多元醇合成的低分子量聚醚與其它高分子量聚醚配合制備慢回彈聚氨酯泡沫，由該法制得的慢回彈聚氨酯泡沫的回彈性及硬度隨氣溫變化較大，尤其是室溫在0℃左右時(shí)泡沫硬度急劇變硬，這給泡沫生產(chǎn)廠家以及使用者而言帶來(lái)諸多不利，同時(shí)用該法制備慢回彈聚氨酯泡沫時(shí)配方不易調(diào)整，泡沫熟化時(shí)間較長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的聚醚多元醇及其制法，用本發(fā)明的聚醚多元醇制備聚氨酯慢回彈泡沫低溫性能優(yōu)異，泡沫熟化時(shí)間也較短。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種用于制備慢回彈聚氨酯泡沫的聚醚多元醇，它是多元醇的聚醚，是一端由多元醇封端的環(huán)氧丙烷與環(huán)氧乙烷的共聚物，分子鏈中環(huán)氧丙烷的鏈節(jié)數(shù)為5～9，環(huán)氧乙烷的鏈節(jié)數(shù)為2～7。
上述的聚醚多元醇，所述的多元醇可以是丙三醇或2-乙基-2-羥甲基-1，3-丙二醇。
一種制備上述聚醚多元醇的方法，它是在氮?dú)鈿夥障?，在催化劑的作用下，將多元醇與環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的混合物反應(yīng)，其中各物料用量以質(zhì)量份計(jì)為多元醇∶環(huán)氧化物＝1∶4～10.5，催化劑用量為上述物料之和的0.1～2％.環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷的質(zhì)量比為15∶85～30∶70，反應(yīng)溫度為90～160℃，反應(yīng)壓力為0.1～0.8MPa，反應(yīng)時(shí)間為2～8小時(shí)。
上述的制備新型聚醚多元醇的方法，所述的催化劑為催化環(huán)氧化物開(kāi)環(huán)聚合的催化劑，可以是堿金屬或其氫氧化物，如氫氧化鉀，氫氧化鈉等，或它們的混合物。
合成聚醚需用無(wú)機(jī)酸中和，中和劑為磷酸等。
用本發(fā)明的聚醚多元醇制備的慢回彈聚氨酯泡沫表現(xiàn)出低的壓縮形變、極低的回彈性(良好的阻尼)、良好的撕裂強(qiáng)度、極高的伸長(zhǎng)和高的損耗因數(shù)，低溫下(0℃)性能優(yōu)良，同時(shí)由于本發(fā)明的聚醚多元醇反應(yīng)活性的提高，使泡沫的熟化時(shí)間縮短。
具體實(shí)施例方式
下述實(shí)施例用來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但無(wú)意用來(lái)限制本發(fā)明。除非另有說(shuō)明，在實(shí)施例中所有份數(shù)和百分比均以質(zhì)量計(jì)。
實(shí)施例1
在1L反應(yīng)釜中投入甘油92g、催化劑KOH 1.9g，用氮?dú)鈱⒎磻?yīng)釜置換后，抽真空脫水，升溫到110℃后真空提氣2小時(shí)，再通入PO(環(huán)氧丙烷)/EO(環(huán)氧乙烷)(85.8/14.2)630g，控制反應(yīng)溫度在100～140℃，壓力0.1～0.6MPa，進(jìn)完EO/PO后，反應(yīng)老化1.5hr，經(jīng)水洗、中和、吸附、脫水、氣，用葉片式過(guò)濾器過(guò)濾即得成品。
產(chǎn)品指標(biāo)產(chǎn)品外觀無(wú)色透明液體；羥值(mgKOH/g)215；水分0.05％；酸值(mgKOH/g)0.05；∑K+Na+ppm4；粘度25℃，(cSt)240；密度(gm/cc)，25℃1.0298；閃點(diǎn)(PMCC)℃237。
實(shí)施例2在1L反應(yīng)釜中投入甘油92g、催化劑KOH 1.9g，用氮?dú)鈱⒎磻?yīng)釜置換后，抽真空脫水，升溫到110℃后真空提氣2小時(shí)，再通入PO(環(huán)氧丙烷)/EO(環(huán)氧乙烷)(47.6/52.4)610g，控制反應(yīng)溫度在100～140℃，壓力0.1～0.6MPa，進(jìn)完EO/PO后，反應(yīng)老化1.5hr，經(jīng)水洗、中和、吸附、脫水、氣，用葉片式過(guò)濾器過(guò)濾即得成品。
產(chǎn)品指標(biāo)產(chǎn)品外觀無(wú)色透明液體；羥值235mgKOH/g；水分0.07％；酸值0.06mgKOH/g；∑K+Na+3ppm；粘度25℃，(cSt)235；密度(gm/cc)，25℃1.0295；閃點(diǎn)(PMCC)℃238。
實(shí)施例3在1L反應(yīng)釜中投入2-乙基-2-羥甲基-1，3-丙二醇134g、催化劑KOH 1.58g，用氮?dú)鈱⒎磻?yīng)釜置換后，抽真空脫水，升溫到110℃后真空提氣2小時(shí)，再通入PO(環(huán)氧丙烷)/EO(環(huán)氧乙烷)(85.8/14.2)530g，控制反應(yīng)溫度在100～140℃，壓力0.1～0.6MPa，進(jìn)完EO/PO后，反應(yīng)老化1.5hr，經(jīng)水洗、中和、吸附；脫水、氣，用葉片式過(guò)濾器過(guò)濾即得成品。
產(chǎn)品指標(biāo)產(chǎn)品外觀無(wú)色透明液體；羥值242mgKOH/g；水分；0.05％；酸值0.04mgKOH/g；∑K+Na+3ppm；粘度25℃，(cSt)243；密度(gm/cc)，25℃1.0299；閃點(diǎn)(PMCC)℃239。
實(shí)施例4
在1L反應(yīng)釜中投入2-乙基-2-羥甲基-1，3-丙二醇134g、催化劑KOH 1.58g，用氮?dú)鈱⒎磻?yīng)釜置換后，抽真空脫水，升溫到110℃后真空提氣2小時(shí)，再通入PO(環(huán)氧丙烷)/EO(環(huán)氧乙烷)(47.6/52.4)550g，控制反應(yīng)溫度在100～140℃，壓力0.1～0.6MPa，進(jìn)完EO/PO后，反應(yīng)老化1.5hr，經(jīng)水洗、中和、吸附；脫水、氣，用葉片式過(guò)濾器過(guò)濾即得成品。
產(chǎn)品指標(biāo)產(chǎn)品外觀無(wú)色透明液體；羥值230mgKOH/g；水分0.05％；酸值0.04mgKOH/g；∑K+Na+3ppm；粘度25℃，(cSt)238；密度(gm/cc)，25℃1.0296；閃點(diǎn)(PMCC)℃238。
實(shí)施例6以下為用本發(fā)明合成聚醚合成慢回彈泡沫的應(yīng)用配方及性能測(cè)試配方

以上實(shí)施例所用原料分別由以下單位提供KOH高純堿 優(yōu)利得江蘇化工有限公司PO 金浦集團(tuán)江蘇鐘山化工有限公司EO 中國(guó)石化集團(tuán)揚(yáng)子石油化工有限公司聚醚ZS-2802金浦集團(tuán)江蘇鐘山化工有限公司胺催化劑A-33 德國(guó)GOLDSMHITD公司T9 德國(guó)GOLDSMHITD公司硅油B-8002 德國(guó)GOLDSMHITD公司開(kāi)孔劑SK-1900 韓國(guó)SKCTDI日本三井東壓化工株式會(huì)社
權(quán)利要求
1.一種用于制備慢回彈聚氨酯泡沫的聚醚多元醇，它是多元醇的聚醚，其特征是它是一端由多元醇封端的環(huán)氧丙烷與環(huán)氧乙烷的共聚物，分子鏈中環(huán)氧丙烷的鏈節(jié)數(shù)為5～9，環(huán)氧乙烷的鏈節(jié)數(shù)為2～7。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚醚多元醇，其特征是所述的多元醇是丙三醇或2-乙基-2-羥甲基-1，3-丙二醇。
3.一種制備權(quán)利要求1所述聚醚多元醇的方法，其特征是它是在氮?dú)鈿夥障?，在催化劑的作用下，將多元醇與環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的混合物反應(yīng)，其中各物料用量以質(zhì)量份計(jì)為多元醇∶環(huán)氧化物＝1∶4～1∶10.5，催化劑用量為上述物料之和的0.1～2％.環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷的質(zhì)量比為15∶85～30∶70，反應(yīng)溫度為90～160℃，反應(yīng)壓力為0.1～0.8MPa，反應(yīng)時(shí)間為2～8小時(shí)，所述的催化劑為催化環(huán)氧化物開(kāi)環(huán)聚合的催化劑。
全文摘要
一種用于制備慢回彈聚氨酯泡沫的聚醚多元醇，它是多元醇的聚醚，是一端由多元醇封端的環(huán)氧丙烷與環(huán)氧乙烷的共聚物，分子鏈中環(huán)氧丙烷的鏈節(jié)數(shù)為5～9，環(huán)氧乙烷的鏈節(jié)數(shù)為2～7。用本發(fā)明的聚醚多元醇制備的慢回彈聚氨酯泡沫表現(xiàn)出低的壓縮形變、極低的回彈性(良好的阻尼)、良好的撕裂強(qiáng)度、極高的伸長(zhǎng)和高的損耗因數(shù)，低溫下(0℃)性能優(yōu)良，同時(shí)由于本發(fā)明的聚醚多元醇反應(yīng)活性的提高，使泡沫的熟化時(shí)間縮短。本發(fā)明公開(kāi)了其制法。
文檔編號(hào)C08G101/00GK1986598SQ20061009820
公開(kāi)日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2006年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月4日
發(fā)明者申寶兵, 居宏偉, 張?jiān)? 秦敦忠, 崔迎春 申請(qǐng)人:江蘇鐘山化工有限公司