[发明专利]生产聚醚多元醇的方法

说明书

引言

本发明涉及一种使用限定的搅拌功率输入以实现高批次间一致性而制备聚醚多元醇(PEOL)的方法。

背景

聚醚醇的制备描述于M.Ionescu，“聚氨酯用多元醇的化学和技术”，Rapra Technology，2005中。

常用于制备聚醚醇的氧化烯原料是氧化丙烯(PO)和/或氧化乙烯(EO)。

在PEOL的制备中，尤其是在分批制备中，批次间的变化时而出现变化。这些变化在软质泡沫多元醇中，尤其是在不饱和一元醇的浓度和分子量分布上是显著的，并且对由其生产的聚氨酯的加工和机械性能具有影响。在硬质泡沫多元醇的情况下，通常观察到过高的糖浓度并且在聚氨酯加工中在发泡机器上引起沉积。若为了质量控制而使用Shewhart控制卡来检查该生产方法，则会违反六西格玛规则(six sigma rule)和趋势规则(trend rule)，例如西方电气规则(Western Electric rule)。该程序例如描述于Douglas C.Montgomery，Introduction to Statistical Quality Control，2008年第6版，Wiley&Sons，New York，ISBN 0470169923中。与这些规则的偏差表明在该方法中存在系统性的而非随机的波动，这意味着该生产方法的不完全控制。

这些问题在许多情况下可以归因于反应器内容物的不充分混合。

不充分混合也导致下列缺点：

a)在常规反应条件下以气态形式存在的氧化烯不能与所有反应物，即主要是起始剂均匀接触，这导致链增长的不同并因此使产物性能波动，

b)气/液传质更困难，这使得反应时间和反应器占据时间提高，

c)传热受阻；若在操作模式中不考虑这一点的话，反应混合物出现不希望的过热，尤其是局部过热，或者当考虑这一点时，必须降低氧化烯的引入速率，这使反应时间延长并因此使反应器占据时间延长，

d)在由于c)过热的情况下，当使用DMC催化剂时，它可能部分或完全失活；特别是在KOH催化的情况下，不饱和成分，即一元醇的含量可能增加；

e)在糖多元醇的情况下，最终多元醇中的残留糖含量可能增加并导致产物浑浊，

f)此外，过热可能导致不稳定的操作状态，这在极端情况下可能导致反应失控。

在可得文献中，例如在M.Ionescu，Chemistry and Technology of Polyols for Polyurethanes，Rapra Technology Limited，Shawbury/UK，2005，第336页及随后各页以及M.Baerns，A.Behr，A.Brehm，J.Gmehling，H.Hofmann，U.Onken，Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry，New York，第5版，第A21卷，第665页中迄今为止尚未令人满意地解决所述问题。

因此，本发明的目的是提供一种制备聚醚多元醇的方法，其尽可能避免上述缺点。

发明描述

所述目的由本发明通过使用尤其如权利要求书中所示的限定的搅拌功率输入而制备聚醚多元醇的方法实现。

传统方法中出现的上述问题通过本发明使用限定的搅拌功率输入制备聚醚多元醇(PEOL)的方法避免。这使得能够确保高批次间一致性，即对聚醚多元醇重要的OH值和粘度参数在批次间仅轻微变化。

本发明因此提供了一种催化制备聚醚醇的方法，其中借助至少一个搅拌器和/或借助至少一个泵的功率输入基于反应器体积为0.001-8.2kW/m³。

根据本文所公开的方法，在该生产方法中确保了反应混合物的充分混合。混合可以通过搅拌或经泵送的循环或者搅拌和经泵送的循环的结合实现。良好混合的标准是基于反应器体积的功率输入和泵循环速率，其中后者也能够表达为当量功率输入。

A)原料：

对该方法而言可能的起始剂实例如下：

a)官能度F=1-8的一元和多元醇，例如MEG(单乙二醇)，DEG(二甘醇)，TEG(三甘醇)，PEG(聚乙二醇)；MPG(单丙二醇)，DPG(二丙醇)，TPG(三丙二醇)，PPG(聚丙二醇);PTHF(聚四氢呋喃)，甘油，摩尔质量<10 000的甘油烷氧基化物，TMP(三羟甲基丙烷)，TME(三羟甲基乙烷)，NPG(新戊二醇)，摩尔质量<1000的烯丙醇烷氧基化物，糖和糖衍生物如蔗糖或山梨糖醇，双酚A，双酚F，季戊四醇，降解淀粉，水，其混合物，