本發(fā)明涉及一種蓖麻油基聚醚多元醇及其制備的聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料，屬于高分子合成技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

蓖麻油是從大戟科植物蓖麻子中提煉得到，是甘油和脂肪酸結(jié)合起來(lái)的中性脂肪酸酯。以蓖麻油為起始劑合成聚醚多元醇，因分子結(jié)構(gòu)的特殊性，含有長(zhǎng)鏈脂肪基、多羥基，具有低粘度、低發(fā)泡特性，在顏料分散、耐水性、電絕緣性和沖擊性等方面具有優(yōu)良的特性；蓖麻油與異氰酸酯進(jìn)行反應(yīng)得到的聚氨酯制品也具有優(yōu)良的力學(xué)性能，配方寬容度好。

目前，已公開的關(guān)于蓖麻油基聚醚多元醇的研究較少，cn105037707a公開了一種由鄰甲苯二胺副產(chǎn)物、三乙醇胺和蓖麻油組成的共起始劑與氧化烯烴進(jìn)行反應(yīng)，制得低成本高活性聚醚多元醇，該方法采用胺類物質(zhì)作為催化劑，產(chǎn)品中有胺類物質(zhì)殘留，若將其應(yīng)用于聚氨酯配方體系中，勢(shì)必會(huì)影響整個(gè)反應(yīng)體系活性，配方寬容度差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種蓖麻油基聚醚多元醇，通過(guò)優(yōu)化了聚醚合成后的處理工藝，采用特殊的吸附劑，將傳統(tǒng)的中和、吸附、干燥、過(guò)濾后處理工藝改為中和、干燥、過(guò)濾工藝，簡(jiǎn)單高效；本發(fā)明同時(shí)提供由蓖麻油基聚醚多元醇來(lái)制備得到的聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料。

本發(fā)明所述的蓖麻油基聚醚多元醇的羥值為45-180mgkoh/g，分子鏈中環(huán)氧丙烷占10-65％，環(huán)氧乙烷占10-15％，其是以蓖麻油為主起始劑，以芳香族聚酯多元醇為輔助起始劑，在堿金屬催化劑作用下，先與環(huán)氧丙烷發(fā)生聚合反應(yīng)，再與環(huán)氧乙烷發(fā)生聚合反應(yīng)，然后加入酸式硅酸鎂進(jìn)行反應(yīng)，加水進(jìn)行攪拌，經(jīng)升溫、脫水、過(guò)濾后得到。

所述的蓖麻油基聚醚多元醇的制備方法包括以下步驟：

(1)聚合：

向耐壓反應(yīng)釜中加入主起始劑蓖麻油、輔助起始劑芳香族聚酯多元醇和堿金屬催化劑，氮?dú)庵脫Q后進(jìn)行升溫、抽真空，加入環(huán)氧丙烷進(jìn)行第一次聚合反應(yīng)，升溫后繼續(xù)加入環(huán)氧丙烷進(jìn)行第二次聚合反應(yīng)，然后滴加環(huán)氧乙烷進(jìn)行第三次聚合反應(yīng)，抽真空以脫除未反應(yīng)的殘留單體，降溫后轉(zhuǎn)移至后處理釜；

(2)后處理：

向后處理釜中加入酸式硅酸鎂進(jìn)行反應(yīng)，然后加入純水進(jìn)行攪拌，升溫后進(jìn)行抽真空脫水，循環(huán)過(guò)濾至溶液呈淺黃色透明狀，得到蓖麻油基聚醚多元醇。

其中，優(yōu)選的技術(shù)方案如下：

步驟(1)中蓖麻油的羥值為162-168mgkoh/g，優(yōu)選的生產(chǎn)廠家為山東省鄒平縣天興化工有限公司；芳香族聚酯多元醇為聚鄰苯二甲酸一縮二乙二醇酯二醇、聚鄰苯二甲酸-1,6-己二醇酯二醇、聚鄰苯二甲酸新戊二醇酯二醇中的任意一種或多種；蓖麻油和芳香族聚酯多元醇的摩爾比為1:0-5。

步驟(1)中堿金屬催化劑為koh、naoh、甲醇鈉中的任意一種或多種，其用量占步驟(2)中得到的蓖麻油基聚醚多元醇的0.5-0.8wt％。

步驟(1)中氮?dú)庵脫Q后升溫至85-90℃，抽真空至-0.09mpa；發(fā)生第一次聚合反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)溫度為85-90℃，反應(yīng)時(shí)間為2h，加入的環(huán)氧丙烷的量占步驟(2)中得到的蓖麻油基聚醚多元醇的1-6wt％；發(fā)生第二次聚合反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)溫度為105-110℃，反應(yīng)時(shí)間為4h，加入的環(huán)氧丙烷的量占步驟(2)中得到的蓖麻油基聚醚多元醇的5-65wt％；發(fā)生第三次聚合反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)溫度為105-110℃，反應(yīng)時(shí)間為2h，環(huán)氧乙烷的滴加量占步驟(2)中得到的蓖麻油基聚醚多元醇的10-15wt％；降溫至60-70℃后轉(zhuǎn)移至后處理釜。

步驟(2)中加入酸式硅酸鎂進(jìn)行反應(yīng)時(shí)的反應(yīng)溫度為80-90℃，反應(yīng)時(shí)間為0.6-1h，酸式硅酸鎂的用量占得到的蓖麻油基聚醚多元醇的1-4wt％；加入純水?dāng)嚢?.5-2h，升溫至100-110℃后抽真空脫水2-5h，加入的純水的量占得到的蓖麻油基聚醚多元醇的2-4wt％。

本發(fā)明所述的聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料，由a組分和b組分制成，其中：

以重量份數(shù)計(jì)，a組分由以下原料制成：

所述甘油基聚醚多元醇是以甘油為起始劑，環(huán)氧丙烷開環(huán)聚合而成，其官能度為3，分子量為3000，羥值為54-58mgkoh/g，優(yōu)選的牌號(hào)為ynw-5631，生產(chǎn)廠家為山東一諾威新材有限公司。

所述復(fù)合催化劑是聚氨酯催化劑a-1、聚氨酯催化劑a-33和聚氨酯催化劑t-9中的一種或多種；

所述的硅油是牌號(hào)分別為l-580和b8002中的一種或兩種，填料為納米碳酸鈣、滑石粉中的一種或兩種；

b組份：

tdi40-50份

所述的tdi為tdi-80、tdi-65中的一種或兩種，生產(chǎn)廠家河北滄州大化集團(tuán)有限責(zé)任公司。

所述聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料的制備方法如下：將配方量的甘油基聚醚多元醇、蓖麻油基聚醚多元醇、硅油、復(fù)合催化劑、填料和純水在25-30℃下高速攪拌混勻，得到a組分，將a組分與b組分按1:1的比例混合均勻進(jìn)行反應(yīng)，即制備得到聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料。

本發(fā)明有益效果如下：

本發(fā)明的蓖麻油基聚醚多元醇通過(guò)采用堿金屬催化劑和特殊的后處理工藝，將傳統(tǒng)的中和、吸附、干燥、過(guò)濾后處理工藝改為中和、干燥、過(guò)濾工藝，簡(jiǎn)單高效，同時(shí)產(chǎn)品中堿金屬離子含量低、質(zhì)量穩(wěn)定可控；本發(fā)明的聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料具有力學(xué)性能優(yōu)良、配方寬容度寬的特點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。

實(shí)施例1

蓖麻油基聚醚多元醇的制備方法如下：

(1)向耐壓反應(yīng)釜中加入872g蓖麻油(數(shù)均分子量為918)、18g聚鄰苯二甲酸一縮二乙二醇酯二元醇(數(shù)均分子量為450)和7.56g氫氧化鉀，用純氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)空氣，負(fù)壓升溫至85℃，通過(guò)比例調(diào)節(jié)混合器向耐壓反應(yīng)釜中連續(xù)滴加90g環(huán)氧丙烷，在90℃下進(jìn)行聚合反應(yīng)，加料完畢后繼續(xù)反應(yīng)2h；然后升溫至105-110℃，加入103g環(huán)氧丙烷，在110℃下進(jìn)行聚合反應(yīng)，加料完畢后繼續(xù)反應(yīng)4h；然后在0.10mpa-0.20mpa壓力下，連續(xù)滴加177g環(huán)氧乙烷，在105-110℃溫度下進(jìn)行聚合反應(yīng)，加料完畢后繼續(xù)反應(yīng)2h；然后抽真空以脫除未反應(yīng)的殘留單體，降溫至60-70℃后轉(zhuǎn)移至后處理釜；

(2)向后處理釜中加入25.2g酸式硅酸鎂，升溫至80-90℃，攪拌反應(yīng)1h，然后再加入38g純水?dāng)嚢?.5h，然后升溫至100-110℃后抽真空脫水2-5h，循環(huán)過(guò)濾至溶液呈淺黃色透明狀，得到蓖麻油基聚醚多元醇。

經(jīng)檢測(cè)，得到的蓖麻油基聚醚多元醇的粘度為531mpa·s(25℃下)，ohv＝145mgkoh/g，酸值為1.23mgkoh/g，色度為5gd。

用制得的蓖麻油基聚醚多元醇來(lái)制備聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料，配方如下：

以重量份數(shù)計(jì)，a組份由以下原料制成：

b組分：

tdi-8042份

將a組分和b組分以1:1的比例混合均勻，然后將其澆入模具，室溫熟化后即得聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料，檢測(cè)后的性能指標(biāo)見表1。

實(shí)施例2

蓖麻油基聚醚多元醇的制備方法如下：

(1)向耐壓反應(yīng)釜中加入826g蓖麻油(數(shù)均分子量為918)、36g聚鄰苯二甲酸一縮二乙二醇酯二元醇(數(shù)均分子量為360)和20.16g氫氧化鉀，用純氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)空氣，負(fù)壓升溫至85℃。通過(guò)比例調(diào)節(jié)混合器向耐壓反應(yīng)釜中連續(xù)滴加138g環(huán)氧丙烷，在90℃下進(jìn)行聚合反應(yīng)，加料完畢后繼續(xù)反應(yīng)2h；然后升溫至105-110℃，加入1475g環(huán)氧丙烷，在110℃下進(jìn)行聚合反應(yīng)，加料完畢后繼續(xù)反應(yīng)4h；然后在0.10mpa-0.20mpa壓力下，連續(xù)滴加405g環(huán)氧乙烷，在105-110℃溫度下進(jìn)行聚合反應(yīng)，加料完畢后繼續(xù)反應(yīng)2h；然后抽真空以脫除未反應(yīng)的殘留單體，降溫至60-70℃后轉(zhuǎn)移至后處理釜。

(2)向后處理釜中加入63g酸式硅酸鎂，升溫至80～90℃，攪拌反應(yīng)1h，然后再加入100g純水?dāng)嚢?.5h，然后升溫至100-110℃后抽真空脫水2-5h，循環(huán)過(guò)濾至溶液呈淺黃色透明狀，得到蓖麻油基聚醚多元醇。

經(jīng)檢測(cè)，得到的蓖麻油基聚醚多元醇的粘度為1031mpa·s(25℃下)，ohv＝56.8mgkoh/g，酸值為2.34mgkoh/g，色度為4gd。

用制得的蓖麻油基聚醚多元醇來(lái)制備聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料，配方如下：

以重量份數(shù)計(jì)，a組份由以下原料制成：

b組分：

tdi-8044份

將a組分和b組分以1:1的比例混合均勻，然后將其澆入模具，室溫熟化后即得聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料，性能指標(biāo)見表1。

實(shí)施例3

蓖麻油基聚醚多元醇的制備方法如下：

(1)向耐壓反應(yīng)釜中加入909g蓖麻油(數(shù)均分子量為918)、9g聚鄰苯二甲酸新戊二醇酯二元醇(數(shù)均分子量為981)和7.56g氫氧化鉀，用純氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)空氣，負(fù)壓升溫至85℃。通過(guò)比例調(diào)節(jié)混合器向耐壓反應(yīng)釜中連續(xù)滴加85g環(huán)氧丙烷，在90℃下進(jìn)行聚合反應(yīng)，加料完畢后繼續(xù)反應(yīng)2h；然后升溫至105-110℃，加入1545g環(huán)氧丙烷，在110℃下進(jìn)行聚合反應(yīng)，加料完畢后繼續(xù)反應(yīng)4h；然后在0.10mpa-0.20mpa壓力下，連續(xù)滴加450g環(huán)氧乙烷，在105-110℃溫度下進(jìn)行聚合反應(yīng)，加料完畢后繼續(xù)反應(yīng)2h；然后抽真空以脫除未反應(yīng)的殘留單體，降溫至60-70℃后轉(zhuǎn)移至后處理釜。

(2)向后處理釜中加入74.5g酸式硅酸鎂，升溫至80～90℃，攪拌反應(yīng)1h，然后再加入111g純水?dāng)嚢?.5h，然后升溫至100-110℃后抽真空脫水2-5h，循環(huán)過(guò)濾至溶液呈淺黃色透明狀，得到蓖麻油基聚醚多元醇。

經(jīng)檢測(cè)，得到的蓖麻油基聚醚多元醇的粘度為1121mpa·s(25℃下)，ohv＝55.1mgkoh/g，酸值為2.56mgkoh/g，色度為4gd。

用所得的蓖麻油基聚醚多元醇來(lái)制備聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料，配方如下：

以重量份數(shù)計(jì)，a組份由以下原料制成：

b組分：

tdi-8046份

將a組分和b組分以1:1的比例混合均勻，然后將其澆入模具，室溫熟化后即得聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料，性能指標(biāo)見表1。

實(shí)施例4

蓖麻油基聚醚多元醇的制備方法如下：

(1)向耐壓反應(yīng)釜中加入918g蓖麻油(數(shù)均分子量為918)、20.2g氫氧化鉀，用純氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)空氣，負(fù)壓升溫至85℃，通過(guò)比例調(diào)節(jié)混合器向耐壓反應(yīng)釜中連續(xù)滴加172g環(huán)氧丙烷，在90℃下進(jìn)行聚合反應(yīng)，加料完畢后繼續(xù)反應(yīng)2h；然后升溫至105-110℃，加入1576g環(huán)氧丙烷，在110℃下進(jìn)行聚合反應(yīng)，加料完畢后繼續(xù)反應(yīng)4h；然后在0.10mpa-0.20mpa壓力下，連續(xù)滴加434g環(huán)氧乙烷，在105-110℃溫度下進(jìn)行聚合反應(yīng)，加料完畢后繼續(xù)反應(yīng)2h；然后抽真空以脫除未反應(yīng)的殘留單體，降溫至60-70℃后轉(zhuǎn)移至后處理釜；

(2)向后處理釜中加入71g酸式硅酸鎂，升溫至80-90℃，攪拌反應(yīng)1h，然后再加入105g純水?dāng)嚢?.5h，然后升溫至100-110℃后抽真空脫水2-5h，循環(huán)過(guò)濾至溶液呈淺黃色透明狀，得到產(chǎn)物。

經(jīng)檢測(cè)，得到的蓖麻油基聚醚多元醇的粘度為1089mpa·s(25℃下)，ohv＝54.5mgkoh/g，酸值為2.67mgkoh/g，色度為4gd。

用所得的蓖麻油基聚醚多元醇來(lái)制備聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料，配方如下：

以重量份數(shù)計(jì)，a組份由以下原料制成：

b組分：

tdi-8044份

將a組分和b組分以1:1的比例混合均勻，然后將其澆入模具，室溫熟化后即得聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料，性能指標(biāo)見表1。

表1聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料性能檢測(cè)指標(biāo)