[发明专利]聚酯多元醇及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于化工新材料合成、应用技术领域，涉及一种聚酯多元醇及其制备方法和应用。

背景技术

聚酯多元醇是聚氨酯弹性体最重要的原料之一，其与二异氰酸酯反应制得的聚氨酯弹性体材料具有耐磨性好、回弹高、耐溶剂性好等特点，在脚轮、耐溶剂胶辊、工业皮带、矿用筛板等领域得到了广泛的应用。目前聚氨酯弹性体用聚酯多元醇多由己二酸与乙二醇、丁二醇、丙二醇、三羟甲基丙烷以及一缩二乙二醇等反应制备而成。己二酸类聚酯多元醇所制备的聚氨酯弹性体适合做邵氏硬度在95A以下产品，对于高硬度产品需要提高游离异氰酸酯的量来提高硬度，过多的游离异氰酸酯容易造成生产环境的恶劣及产品性能的局限性。

发明内容

本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种聚酯多元醇及其制备方法和应用，采用本发明的聚酯多元醇所做聚氨酯弹性体硬度高、回弹好、耐磨性好，承载力强，撕裂强度高、使用寿命长；结晶性强、耐高温性好，减少了二异氰酸酯的游离度，改善了工作环境，减轻了环境污染，节约了成本。

本发明所述的聚酯多元醇，以二元酸，多元醇，在催化剂的作用下，二元酸组份与多元醇组份发生缩聚反应生成聚酯多元醇，其中，二元酸、催化剂和小分子多元醇的质量比为100：0.003～0.015：50～110。

催化剂为钛类、锡类、铋类、锆类或锑类催化剂中的一种或多种。

催化剂优选为钛酸四丁酯、辛酸亚锡或钛酸四异丙酯。

二元酸为对苯二甲酸与己二酸的混合酸或对苯二甲酸与丁二酸的混合酸，其中混合酸与对苯二甲酸的质量比为100:15～85。

小分子多元醇为1,4-丁二醇、乙二醇、三羟甲基丙烷、1,2-丙二醇或一缩二乙二醇的低分子量多元醇中的一种或多种。

聚酯多元醇的制备方法，步骤为：

将二元酸、小分子多元醇、催化剂依次加入反应器中，氮气密封、加热，当温度升至140℃后控制回流塔顶温度在100～102℃，以10～20℃每小时的加热速率升温至220～225℃，当出水率达到90%以上或者酸值降低到30mgKOH/g以下后开始启动真空泵，缓慢提高真空度，控制出水速度为200～1200Kg/h，直到酸值降到1.0mgKOH/g以下得到聚酯多元醇。

聚酯多元醇的应用：

聚酯多元醇跟异氰酸酯合成出异氰酸根重量含量为2.1-28%的预聚体，将预聚体与扩链剂反应得到聚氨酯弹性体。

聚酯多元醇和异氰酸酯重量比为100：12～47，预聚体和扩链剂的重量比为100：4-26。

所述的异氰酸酯为TDI、MDI-100、液化MDI或MDI-50中的一种或几种。

扩链剂为E-300、BDO、MOCA、HER、HQEE中的一种或几种。

所述聚酯多元醇的羟值为50～120mgKOH/g，酸值≤1.0mgKOH/g，含水率≤0.05%。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

采用本发明的聚酯多元醇所做的聚氨酯弹性体与传统聚氨酯弹性体相比具有硬度高、耐磨性好；聚氨酯弹性体回弹高、承载力强；聚氨酯弹性体撕裂强度高、使用寿命长；聚氨酯弹性体结晶性强、耐高温性好；制备同样硬度的聚氨酯弹性体，所用二异氰酸酯少，减少了二异氰酸酯的游离度，改善了工作环境，减轻了环境污染，节约了成本。该聚氨酯弹性体在工业胶轮、矿用筛板等领域具有广泛应用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

下列实施例中物料的比例均为质量比。

实施例1

向反应釜中依次加入己二酸4672Kg、对苯二甲酸5312Kg，乙二醇4992Kg，催化剂钛酸四丁酯1.5Kg；氮气封釜，加热至140℃后控制回流塔顶温度在101℃，以10℃每小时的加热速率升温至220℃，在220℃条件下反应3h，当出水率达到90%以上，控制出水速度为200Kg/h，开启真空泵抽真空至酸值降低到1.0mgKOH/g以下，制备出羟值为113.18mgKOH/g，酸值为0.30mgKOH/g的聚酯多元醇，用其跟TDI-100合成出异氰酸根重量含量为6.2%的预聚体，将该预聚体与MOCA按照质量比为100：17.7的比例反应得到聚氨酯弹性体。