[发明专利]一种高环氧乙烷聚醚的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高环氧乙烷聚醚的制备方法，属于高聚物合成技术领域。

背景技术

随着汽车工业的发展，金属及PVC材料易引起乘员撞伤，因此，大量轻质、复合材料以及塑料等高分子材料被应用于汽车的仪表盘骨架、密封胶等，传统的由于通用聚醚活性稳定性差、含水量高导致其在生产过程中副反应多，机械性能差，尺寸稳定性不佳，产品的拉伸强度和断裂伸长率偏低，耐候性差，如何提高聚醚产品的稳定性并减少产品的含水量是本申请要解决的问题。

基于此，做出本申请案。

发明内容

为了克服常规聚醚产品所存在的含水量高、活性不稳定等缺陷，本发明提供一种耐候性好、尺寸稳定性高、性能稳定的高环氧乙烷聚醚的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种高环氧乙烷聚醚的制备方法，以丙三醇为起始剂，碱性氢氧化物作为催化剂，进行高环氧乙烷聚醚的合成，包括如下步骤：中间体的制备：a. 脱水：向反应釜中投入碱性催化剂和丙三醇，氮气置换至真空度为-0.098Mpa后，升温至95-155℃进行脱水，脱水过程中压力增加量控制在0.002-0.004Mpa，脱水结束时，体系水分含量≤0.05%；b. 中间体合成：调整体系温度至100℃，压力≤0.05Mpa，先投入一定量PO/EO进行诱导反应，待压力下降温度上升时加入剩余的PO/EO，进行中间体合成反应，反应温度为115±5℃，反应压力≤0.2Mpa；c. 熟化：中间体合成反应结束后，熟化并脱气处理后，降温至50-60℃，充氮气至压力为0.1Mpa，即得中间体；（2）粗聚醚合成：a. 预聚合：升温至95-115℃脱水后，向中间体中持续滴加PO/EO，起始反应温度为95-110℃，起始压力为-0.098Mpa，控制预聚合反应温度为95-120℃，反应压力≤0.3Mpa进行预聚合反应；b. 一道熟化：预聚合反应完毕后，调整温度进行一道熟化并脱气；c. 后聚合：羟值达到预定值时，开始投加EO，并控制反应温度为115±2℃，压力≤0.4Mpa，进行后聚合反应；d. 二道熟化：后聚合反应完毕后，调整温度进行二道熟化并脱气，降温至75-80℃，得到粗聚醚；（3）中和：向粗聚醚中加入工艺水，保温搅拌，温度控制在70-80℃，投入磷酸并搅拌，使体系pH至4.8-5.2；（4）精制：加入精制剂，调整温度至90-100℃，搅拌，调整温度为125-130℃，压力为-0.088- -0.090Mpa，真空脱水至体系压力≤-0.092Mpa，过滤得到成品。

进一步的，作为优选：

步骤（1）中，碱性催化剂（较为优选的，碱性催化剂为KOH）的添加量为PO/EO中PO摩尔量的3-10%，丙三醇的添加量为PO/EO中PO摩尔量的30-45%；其中，脱水工序a中，脱水采用鼓氮气脱水，脱水温度以阶梯形式升温，初始脱水温度为95-105℃，后续脱水温度为145-155℃；合成工序b中，PO：EO=1:2.5-3，其中，诱导反应阶段，PO/EO的投入量占该合成工序中总PO/EO总量的10-20%，投料流速比例为1:2.5-3。

步骤（2）的预聚合工序a中，PO：EO=1:2.5-3，温度以阶梯形式升温，PO/EO滴加量在0-5吨时，反应温度为105-110℃，PO/EO滴加量＞5吨时，反应温度为115±5℃；后聚合工序c中，EO的投加量为预聚合所添加PO/EO中PO摩尔量的60-80%。

步骤（3）中，磷酸的添加量为碱性催化剂重量的1.8-1.9倍左右，磷酸浓度为80-90%。

步骤（4）中，精制剂为硅酸盐，更为优选的，所述的硅酸盐为硅酸镁或硅酸铝，添加量为粗聚醚质量的0.5-3‰；过滤压力为0.2-0.4Mpa。

与常规技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：

第一，在原料添加过程中，其原料主要以PO/EO混合物的方式进行添加，中间体制备过程中，反应初始阶段少量PO/EO的添加起到诱导的作用，原料与合成物、合成物与合成物之间进行接链反应，有利于反应的平稳高效进行；使PO/EO混合物的添加和大量环氧乙烷基团的添加成为可能；聚醚聚合以中间体为基础，先添加PO/EO进行预聚合，确保羟值、水分和碱值合格，再加入EO进行后聚合，在聚醚的整个制备过程中，原辅料的添加方式、各阶段的反应温度、压力的相互配合，确保了大量环氧乙烷基团能够稳定、有效的引入到聚合物结构中，因而采用这种方式制备的中间体以及终产品聚醚均具有较高的环氧乙烷含量，其环氧乙烷含量可达到80%以上，与异氰酸酯的活性大大提高。