[发明专利]一种聚醚多元醇及其制备方法、应用

说明书

本案涉及一种聚醚多元醇及其制备方法、应用，通过资质的双金属催化剂，配合合适比例的聚醚单体和起始剂等，反应制备低分子量的CO₂基聚醚多元醇，并将其应用于无折痕镜面革用聚氨酯树脂中。本发明制备出的多元醇由于有柔性聚醚链掺入其中，即使在冬季低温条件下亦能保持良好的流动状态，方便生产车间的使用；制得的镜面革用聚氨酯树脂，具有良好的生物降解及力学物理性能；得到的合成革具有无泡孔的结构特征，并且在反复曲折条件下能保持无折痕特性。当合成革制备出的产品经过长期使用废弃后，能通过堆肥降解的方式将合成革完全生物降解，不会对生态环境造成污染；本发明原料来源广泛、成本较低、能耗少，制备工艺简单。

技术领域

本发明涉及聚氨酯合成革技术领域，具体涉及一种聚醚多元醇及其制备方法、应用。

背景技术

聚氨酯被广泛应用于皮革、鞋底、箱包、泡沫、涂料及粘合剂等。通过适当调整聚氨酯材料中的某些比例与成分，能够得到性能完全不同的工业产品。其中聚氨酯合成革因其应用领域广、价格低廉及不逊于天然皮革的物性，被认为是重要的日用产品，其广泛应用于箱包、服装、运动鞋、足球、汽车及家具等领域。多元醇是制备聚氨酯合成革的主要原材料，聚氨酯合成革的特性大部分与多元醇的组成及类型相关，它组成了聚氨酯革的软段。制备聚氨酯合成革时，普遍采用石化产品衍生出的聚酯或者聚醚多元醇，不符合目前的绿色可持续发展理念，因此人们积极寻找能替代石油基多元醇的产品。其中CO₂基多元醇成为最有希望取代石油基多元醇的化合物之一，它是以CO₂为原料，双金属氰化物为催化剂将聚碳酸酯与聚醚多元醇连接在一起的一种新型聚醚多元醇。CO₂基聚醚多元醇是由CO₂和环氧化合物共聚而成，其抗氧化性与耐水解性能优于石油基聚酯或聚醚多元醇。此外，与普通的固态聚碳酸酯多元醇不同，包含柔性聚醚链结构的CO₂基聚醚多元醇即使在室温条件下，亦能通过典型的实验方法轻松制备。并且如果CO₂基聚氨酯合成革制品在长期使用废弃后，可以通过堆肥降解的方式将其无公害化生物降解。因此，CO₂基聚醚多元醇可以成为制备聚氨酯合成革的理想原料。

然而，现有的CO₂基聚醚多元醇存在分子量较高(2000g·mol^-1)的特点，高分子量的多元醇使得聚氨酯合成革更容易发泡，有着更高的贝斯厚度。然而对于镜面合成革用聚氨酯树脂而言，使用高分子量的多元醇制备的聚氨酯会使低温耐折性变差，经反复曲折会留下较粗的折痕。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明旨在提供一种分子量适中的绿色CO₂基聚醚多元醇，并将其用于环保型聚氨酯镜面合成革中，能满足其无泡孔、无折痕以及耐水解的要求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种聚醚多元醇的制备方法，包括如下步骤：将起始剂、聚醚单体、溶剂A及双金属催化剂加入反应釜中，向反应釜中通入CO₂确保反应釜的压力维持在1.5～4MPa，升至100～130℃进行聚合反应；当反应进行90min后，冷却至室温，将反应釜中多余的CO₂排空，然后洗涤反应釜、过滤并除去双金属催化剂；所得产物用去离子水反复清洗，真空干燥即得。

进一步地，所述起始剂为乙二醇、丙二醇、甲基丙二醇及二乙二醇中的一种或多种；所述聚醚单体为环氧丙烷；所述溶剂A为甲苯、环己烷、环己酮或丙酮。

进一步地，所述起始剂、聚醚单体、溶剂A的体积比为10～40：70～110：15～50。

进一步地，所述双金属催化剂使用金属盐、络合剂、表面活性剂和弱溶剂制得，具体如下：

将8～15重量份的金属盐与10～25体积份的弱溶剂溶于40～70体积份的水中，45～65℃下搅拌30min，得到溶液A；