專利名稱：生產(chǎn)聚氨酯泡沫、聚異氰脲酸酯泡沫及聚氨酯膠粘劑的聚酯多元醇及制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備聚氨酯泡沫、聚異氰脲酸酯泡沫及聚氨酯膠粘劑用的原料聚酯多元醇及它們的制備工藝，屬于化工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
一般情況下，聚氨酯硬質(zhì)泡沫由聚醚多元醇、發(fā)泡劑、催化劑、表面活性劑等與異氰酸酯反應(yīng)生成。一般其耐熱性在100℃以下，當(dāng)聚醚多元醇部分或全部由聚酯多元醇代替，其耐熱性和抗壓強(qiáng)度得到提高，當(dāng)提高異氰酸酯指數(shù)和選用三聚催化劑制備聚異氰脲酸酯泡沫，其耐熱性明顯提高，但常見的聚酯多元醇官能度低，一般為2，反應(yīng)后制品易收縮，并且與發(fā)泡劑，如F11、141b、戊烷類等相容性差，影響使用。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的本發(fā)明提供一種生產(chǎn)聚氨酯泡沫及、聚異氰脲酸酯泡沫及聚氨酯膠粘劑的聚酯多元醇及制備工藝，其目的在于解決現(xiàn)有的聚氨酯硬質(zhì)泡沫的原料官能度低，與發(fā)泡劑的相容性差，阻燃性不好和成本高等方面存在的問題。
2、技術(shù)方案本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種生產(chǎn)聚氨酯泡沫、聚異氰脲酸酯泡沫及聚氨酯膠粘劑的聚酯多元醇，其特征在于該聚酯多元醇主要為二元羧酸和多元醇反應(yīng)后所得；二元羧酸占反應(yīng)混合物的重量為5～80％，多元醇占反應(yīng)混合物的重量為20～95％；二元羧酸和多元醇在催化劑作用下進(jìn)行縮聚反應(yīng)得到聚酯多元醇，所得聚酯多元醇的羥值80～800mgKOH/g，酸值≤7mgKOH/g，粘度600～20000mPa·s/25℃，官能度為2～3.5。
上述的二元羧酸為對(duì)苯二甲酸二甲酯、對(duì)苯二甲酸二甲酯含酯副產(chǎn)物、鄰苯二甲酸酐、鄰苯二甲酸酐含酸酐副產(chǎn)物、對(duì)苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸含酸副產(chǎn)物、間苯二甲酸、間苯二甲酸含酸副產(chǎn)物、偏苯三酸酐、偏苯三酸酐含酸酐副產(chǎn)物、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯副產(chǎn)物、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯副產(chǎn)物，己二酸、己二酸含酸副產(chǎn)物中的一種或多種。
上述的多元醇為乙二醇、乙二醇含醇副產(chǎn)物、丙二醇、丙二醇含醇副產(chǎn)物、二乙二醇、二乙二醇含醇副產(chǎn)物、三乙二醇、三乙二醇含醇副產(chǎn)物、聚乙二醇、聚乙二醇含醇副產(chǎn)物、二丙二醇、二丙二醇含醇副產(chǎn)物、新戊二醇、新戊二醇含醇副產(chǎn)物，甘油、油脂加工含甘油副產(chǎn)物、季戊四醇、季戊四醇含醇副產(chǎn)物、蔗糖、山梨糖醇、三羥甲基丙烷、三羥甲基丙烷含醇副產(chǎn)物、三羥甲基乙烷、三羥甲基乙烷含醇副產(chǎn)物、三乙醇胺、三乙醇胺含醇副產(chǎn)物、a-甲基葡糖苷、a-甲基葡糖苷含醇副產(chǎn)物中的一種或多種。
催化劑為二月桂酸二丁基錫或鈦酸四丁脂的一種或兩種，加入量為0～2000ppm。
一種生產(chǎn)聚氨酯泡沫、聚異氰脲酸酯泡沫及聚氨酯膠粘劑的聚酯多元醇的制備工藝，其特征在于該制備工藝按下述步驟進(jìn)行a、按上述的比例取各原材料；b、將各原材料加入反應(yīng)罐中在催化劑的作用下反應(yīng)，反應(yīng)溫度130～250℃，縮聚真空度100～760mmHg，反應(yīng)時(shí)間為1～30小時(shí)；c、反應(yīng)物為聚酯多元醇，即得。
上述步驟b中，加入二月桂酸二丁基錫或鈦酸四丁脂中的一種或兩種作為催化劑；用氮?dú)獬?br> 一種用上述制得的聚酯多元醇制備聚氨酯泡沫的工藝，其特征在于它按下述步驟進(jìn)行a、按下述重量百分比的組方取各原料聚酯多元醇加入量10～94％、催化劑加入量0.2～8％、表面活性劑加入量0.5～2.5％、發(fā)泡劑加入量重量5～80％；b、將上述各原料混合后，再與粗MDI按100∶100～150比例混合發(fā)泡，即得。
上述步驟a中加入聚醚多元醇、水和阻燃劑，按重量百分比計(jì)，聚醚多元醇加入量為0～90％，水加入量為0～4％，阻燃劑的加入量為0～25％；上述的催化劑為胺類催化劑和金屬催化劑；表面活性劑為硅酮類表面活性劑；發(fā)泡劑為F11、141b和戊烷類中的一種或多種。
一種用上述制得的聚酯多元醇制備聚異氰脲駿酯泡沫的工藝，其特征在于a、按下述重量百分比的組方取各原料聚酯多元醇加入量為50～88％、發(fā)泡劑加入量為10～40％、表面活性劑加入量為0.5～2.5％、催化劑加入量為1～8％；
b、將上述各原料混合后，再與粗MDI按100∶130～300比混合發(fā)泡，即得。
步驟a中加入聚醚多元醇、水和阻燃劑，按重量百分比計(jì)，聚醚多元醇加入量為0～50％，水加入量為0～3％，阻燃劑的加入量為0～25％；上述的催化劑為胺類催化劑和三聚催化劑；表面活性劑為硅酮類表面活性劑；發(fā)泡劑為F11、141b和戊烷類中的一種或多種。
3、優(yōu)點(diǎn)及效果通過本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施，其目的是解決現(xiàn)有的聚氨酯硬質(zhì)泡沫的原料官能度低，與發(fā)泡劑的相容性差，阻燃性不好和成本高等方面存在的問題。本發(fā)明提供了一種聚酯多元醇原料及其合成方法，這種聚酯多元醇用于制備的聚氨酯泡沫、聚異氰脲酸酯泡沫及聚氨酯膠粘劑。獲得的聚酯多元醇，具有較高官能度，與發(fā)泡劑具有較好的相容性，可以少加或不加聚醚多元醇來(lái)制備聚氨酯泡沫和聚異氰脲酸酯泡沫，并能提高泡沫阻燃性和降低成本。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明為一種制備聚氨酯泡沫塑料、聚異氰脲酸酯泡沫塑料及聚氨酯膠粘劑的原料聚酯多元醇及它們的制備工藝，該聚酯多元醇是使二元羧酸和多元醇在催化劑作用下縮聚反應(yīng)而成，二元羧酸占醇酸反應(yīng)混合物的重量5～80％，多元醇占醇酸反應(yīng)混合物的重量20～95％，所得聚酯多元醇的羥值80～800mgKOH/g，酸值≤7mgKOH/g，粘度600～20000mPa·s/25℃，官能度為2～3.5，其中二元羧酸至少包含一種以下物質(zhì)對(duì)苯二甲酸二甲酯、對(duì)苯二甲酸二甲酯含酯副產(chǎn)物、鄰苯二甲酸酐、鄰苯二甲酸酐含酸酐副產(chǎn)物、對(duì)苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸含酸副產(chǎn)物、間苯二甲酸、間苯二甲酸含酸副產(chǎn)物、偏苯三酸酐、偏苯三酸酐含酸酐副產(chǎn)物、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯副產(chǎn)物、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯副產(chǎn)物，己二酸、己二酸含酸副產(chǎn)物。多元醇至少包含一種以下物質(zhì)，乙二醇、乙二醇含醇副產(chǎn)物、丙二醇、丙二醇含醇副產(chǎn)物、二乙二醇、二乙二醇含醇副產(chǎn)物、三乙二醇、三乙二醇含醇副產(chǎn)物、聚乙二醇、聚乙二醇含醇副產(chǎn)物、二丙二醇、二丙二醇含醇副產(chǎn)物、新戊二醇、新戊二醇含醇副產(chǎn)物，甘油、油脂加工含甘油副產(chǎn)物、季戊四醇、季戊四醇含醇副產(chǎn)物、蔗糖、山梨糖醇、三羥甲基丙烷、三羥甲基丙烷含醇副產(chǎn)物、三羥甲基乙烷、三羥甲基乙烷含醇副產(chǎn)物、三乙醇胺、三乙醇胺含醇副產(chǎn)物、a-甲基葡糖苷、a-甲基葡糖苷含醇副產(chǎn)物。本發(fā)明工藝中，為提高聚酯合成反應(yīng)速度，加入二月桂酸二丁基錫和鈦酸四丁脂的一種或兩種作為催化劑，加入量0～2000ppm。制備聚酯多元醇反應(yīng)溫度130～250℃，縮聚真空度100～760mmHg，除水可用氮?dú)猓部刹挥?。用制得的聚酯多元醇制備的聚氨酯和聚異氰脲酸酯泡沫塑料?yīng)用方法和制品，方法是將聚酯多元醇、聚醚多元醇、水、發(fā)泡劑、表面活性劑、催化劑、阻燃劑等按一定地例混合成多元醇組份，再與異氰酸酯按一定比例混合反應(yīng)，澆注于制品容腔內(nèi)發(fā)泡?；驀娡繅w上發(fā)泡，廣泛用于保溫、隔熱、防水等領(lǐng)域，異氰酸酯為粗MDI等。
實(shí)施例1將苯酐600克、二乙二醇600克、三羥甲基丙烷含醇副產(chǎn)物500克、新戊二醇含醇副產(chǎn)物200克，加于2升有冷凝器和分餾塔的三口瓶中，加熱攪拌，加入50mg的鈦酸四丁脂作為催化劑，加熱130～250℃，有73克水流出。恒溫5小時(shí)，逐步抽真空至150mmHg，得羥值470mgKOH/g，酸值3mgKOH/g，粘度8000mPa·s的聚酯多元醇。
實(shí)施例2將對(duì)苯二甲酸650克、苯酐副產(chǎn)物100克、二乙二醇700克、三羥甲基丙烷含醇副產(chǎn)物400克、新戊二醇含醇副產(chǎn)物100克，加于2升有冷凝器和分餾塔的三口瓶中，加熱攪拌，加入50mg的二月桂酸二丁基錫作為催化劑，加熱130～250℃，有85克水流出。恒溫5小時(shí)，逐步抽真空至150mmHg，得羥值410mgKOH/g，酸值3mgKOH/g，粘度10000mPa·s的聚酯多元醇。
實(shí)施例3將苯酐700克、二乙二醇800克、三羥甲基丙烷含醇副產(chǎn)物180克、新戊二醇含醇副產(chǎn)物250克，加于2升有冷凝器和分餾塔的三口瓶中，加熱攪拌，加入50mg的鈦酸四丁脂作為催化劑，加熱130～250℃，有85克水流出。恒溫5小時(shí)，逐步抽真空至150mmHg，得羥值330mgKOH/g，酸值3mgKOH/g，粘度6000mPa·s的聚酯多元醇。
實(shí)施例4將對(duì)苯二甲酸二甲酯790克、苯酐100克、二乙二醇800克、新戊二醇含醇副產(chǎn)物250克、甘油125克，加于2升有冷凝器和分餾塔的三口瓶中，加熱攪拌，加入80mg的鈦酸四丁脂作為催化劑，加熱130～250℃，有260克的甲醇和12克水流出，恒溫5小時(shí)，逐步抽真空至150mmHg，得羥值360mgKOH/g，酸值3mgKOH/g，粘度11000mPa·s的聚酯多元醇。
實(shí)施例5用本發(fā)明所得的聚酯多元醇制備聚氨酯泡沫，按下述配方取各原材料混合聚酯多元醇 62.5g水 0.5g表面活性劑 1.0g催化劑 2.0g阻燃劑 10g141b 24g其中表面活性劑選用硅酮類表面活性劑；催化劑選用胺類催化劑和金屬催化劑，胺類催化劑選用二甲基環(huán)乙胺、三乙烯二胺、二甲基乙醇胺等，金屬催化劑選用辛酸鉀、醋酸鉀等。阻燃劑可用常用的阻燃劑，如膦酸脂類阻燃劑等。
上述混合物放置3個(gè)月，透明未分層，說明與發(fā)泡劑相容性好，并分別與110克的粗MDI混合。倒于木箱中，密度為35kg/m3，氧指數(shù)為27，阻燃性能優(yōu)良，泡沫不收縮。
實(shí)施例6用本發(fā)明所得的聚酯多元醇制備聚異氰脲駿酯泡沫時(shí)按下述配方取各原材料混合聚酯多元醇 64g表面活性劑 0.5g水 1.0g胺類催化劑 0.5g三聚催化劑 2g阻燃劑 9.5g
141b 22.5g其中表面活性劑選用硅酮類表面活性劑；胺類催化劑選用二甲基環(huán)乙胺、三乙烯二胺、二甲基乙醇胺等，三聚催化劑選用辛酸鉀，2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚DMP-30等。阻燃劑可用常用的阻燃劑，如膦酸脂類阻燃劑等。
上述混合物放置3個(gè)月，透明未分層，說明與發(fā)泡劑相容性好，并分別與170克粗MDI混合。倒于木箱中，密度為35kg/m3，氧指數(shù)為30，阻燃性能優(yōu)良，泡沫不收縮。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)聚氨酯泡沫、聚異氰脲酸酯泡沫及聚氨酯膠粘劑的聚酯多元醇，其特征在于該聚酯多元醇主要為二元羧酸和多元醇反應(yīng)后所得；二元羧酸占反應(yīng)混合物的重量為5～80％，多元醇占反應(yīng)混合物的重量為20～95％；二元羧酸和多元醇在催化劑作用下進(jìn)行縮聚反應(yīng)得到聚酯多元醇，所得聚酯多元醇的羥值80～800mgKOH/g，酸值≤7mgKOH/g，粘度600～20000mPa·s/25℃，官能度為2～3.5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種生產(chǎn)聚氨酯泡沫、聚異氰脲酸酯泡沫及聚氨酯膠粘劑的聚酯多元醇，其特征在于上述的二元羧酸為對(duì)苯二甲酸二甲酯、對(duì)苯二甲酸二甲酯含酯副產(chǎn)物、鄰苯二甲酸酐、鄰苯二甲酸酐含酸酐副產(chǎn)物、對(duì)苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸含酸副產(chǎn)物、間苯二甲酸、間苯二甲酸含酸副產(chǎn)物、偏苯三酸酐、偏苯三酸酐含酸酐副產(chǎn)物、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯副產(chǎn)物、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯副產(chǎn)物，己二酸、己二酸含酸副產(chǎn)物中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種生產(chǎn)聚氨酯泡沫、聚異氰脲酸酯泡沫及聚氨酯膠粘劑的聚酯多元醇，其特征在于上述的多元醇為乙二醇、乙二醇含醇副產(chǎn)物、丙二醇、丙二醇含醇副產(chǎn)物、二乙二醇、二乙二醇含醇副產(chǎn)物、三乙二醇、三乙二醇含醇副產(chǎn)物、聚乙二醇、聚乙二醇含醇副產(chǎn)物、二丙二醇、二丙二醇含醇副產(chǎn)物、新戊二醇、新戊二醇含醇副產(chǎn)物，甘油、油脂加二含甘油副產(chǎn)物、季戊四醇、季戊四醇含醇副產(chǎn)物、蔗糖、山梨糖醇、三羥甲基丙烷、三羥甲基丙烷含醇副產(chǎn)物、三羥甲基乙烷、三羥甲基乙烷含醇副產(chǎn)物、三乙醇胺、三乙醇胺含醇副產(chǎn)物、a-甲基葡糖苷、a-甲基葡糖苷含醇副產(chǎn)物中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種生產(chǎn)聚氨酯泡沫、聚異氰脲酸酯泡沫及聚氨酯膠粘劑的聚酯多元醇，其特征在于催化劑為二月桂酸二丁基錫或鈦酸四丁脂的一種或兩種，加入量為0～2000ppm。
5.一種生產(chǎn)聚氨酯泡沫、聚異氰脲酸酯泡沫及聚氨酯膠粘劑的聚酯多元醇的制備工藝，其特征在于該制備工藝按下述步驟進(jìn)行a、按權(quán)利要求1所述的比例取各原材料；b、將各原材料加入反應(yīng)罐中在催化劑的作用下反應(yīng)，反應(yīng)溫度130～250℃，縮聚真空度100～760mmHg，反應(yīng)時(shí)間為1～30小時(shí)；c、反應(yīng)物為聚酯多元醇，即得。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的一種生產(chǎn)聚氨酯泡沫、聚異氰脲酸酯泡沫及聚氨酯膠粘劑的聚酯多元醇，其特征在于上述步驟b中，加入二月桂酸二丁基錫或鈦酸四丁脂中的一種或兩種作為催化劑；用氮?dú)獬?br> 7.一種用權(quán)利要求5所得的聚酯多元醇制備聚氨酯泡沫的工藝，其特征在于它按下述步驟進(jìn)行a、按下述重量百分比的組方取各原料聚酯多元醇加入量10～94％、催化劑加入量0.2～8％、表面活性劑加入量0.5～2.5％、發(fā)泡劑加入量重量5～80％；b、將上述各原料混合后，再與粗MDI按100∶100～150比例混合發(fā)泡，即得。
8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的一種用權(quán)利要求6所得的聚酯多元醇制備聚氨酯泡沫的工藝，其特征在于上述步驟a中加入聚醚多元醇、水和阻燃劑，按重量百分比計(jì)，聚醚多元醇加入量為0～90％，水加入量為0～4％，阻燃劑的加入量為0～25％；上述的催化劑為胺類催化劑和金屬催化劑；表面活性劑為硅酮類表面活性劑；發(fā)泡劑為F11、141b和戊烷類中的一種或多種。
9.一種用權(quán)利要求5所得的聚酯多元醇制備聚異氰脲駿酯泡沫的工藝，其特征在于a、按下述重量百分比的組方取各原料聚酯多元醇加入量為50～88％、發(fā)泡劑加入量為10～40％、表面活性劑加入量為0.5～2.5％、催化劑加入量為1～8％；b、將上述各原料混合后，再與粗MDI按100∶130～300比混合發(fā)泡，即得。
10.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的一種用權(quán)利要求6所得的聚酯多元醇制備聚氨酯泡沫的工藝，其特征在于步驟a中加入聚醚多元醇、水和阻燃劑，按重量百分比計(jì)，聚醚多元醇加入量為0～50％，水加入量為0～3％，阻燃劑的加入量為0～25％；上述的催化劑為胺類催化劑和三聚催化劑；表面活性劑為硅酮類表面活性劑；發(fā)泡劑為F11、141b和戊烷類中的一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)聚氨酯泡沫、聚異氰脲酸酯泡沫及聚氨酯膠粘劑的聚酯多元醇及制備工藝，該聚酯多元醇為主要為二元羧酸和多元醇反應(yīng)后的產(chǎn)物；二元羧酸占反應(yīng)混合物的重量為5～80％，多元醇占反應(yīng)混合物的重量為20～95％；二元羧酸和多元醇在催化劑作用下進(jìn)行縮聚反應(yīng)得到聚酯多元醇，所得聚酯多元醇的羥值80～800mgKOH/g，酸值≤7mgKOH/g，粘度600～20000mPa·s/25℃，官能度為2～3.5。本發(fā)明獲得的聚酯多元醇，具有較高官能度，與發(fā)泡劑具有較好的相容性，可以少加或不加聚醚多元醇來(lái)制備聚氨酯泡沫和聚異氰脲酸酯泡沫，并能提高泡沫阻燃性和降低成本。
文檔編號(hào)C08J9/00GK1803878SQ20051013081
公開日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2005年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月22日
發(fā)明者戴永豐 申請(qǐng)人:遼陽(yáng)東辰聚氨酯有限公司