[发明专利]一种水溶性聚合物多元醇及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水溶性聚合物多元醇及其制备方法，该聚合物多元醇是由聚醚多元醇、苯乙烯、丙烯腈、亲水基团聚醚接枝物、异丙醇和过氧化‑2‑乙基己酸叔戊酯反应制得；其制备采用一步法，工艺简单，成本低，反应温和；亲水基团聚醚接枝物具有水溶性好和分散剂性佳的特点，产品粘度大幅降低，产品转化率由98.5％提高到99.0％，减少残留单体量，制备方法环保，产品固含量高、VOC低、品质更稳定；过氧化‑2‑乙基己酸叔戊酯分解物全部是无毒的含氧易挥发分气体，且纯度高，较之偶氮二异丁腈，产品转化率高出5‰且VOC低；同时在制备过程中引入分子脱除技术及无油涡旋真空技术，残单回收量占比5‰制备方法环保，VOC低；与目前聚合物多元醇制备方法形成显著对比。

技术领域

本发明涉及高分子化学、聚氨酯材料技术领域，尤其是指一种水溶性聚合物多元醇及其制备方法。

背景技术

聚合物多元醇(POP)，是以聚醚多元醇(PPG)为基础，然后用乙烯基单体，如乙烯、丙烯腈或苯乙烯等在多元醇中经而制得；POP是制造高回弹聚氨酯软泡的主要原料；在制造泡沫的配方中加入聚合物多元醇可提高泡沫的承载性；由 POP制成的聚氨酯软泡材料主要分为块状软泡和模塑泡沫材料，用途广泛；其中，聚氨酯块状泡沫材料用于地毯、家具和床上用品，聚氨酯模塑泡沫材料则主要用于汽车和飞机工业。

聚合物多元醇最早是由美国联合碳化物公司(UCC)研究开发的，UCC在1964 年建立了第一套聚合物多元醇生产装置；当时用质量分数为5％～20％的丙烯腈作乙烯基单体原料,用平均相对分子质量为3000的聚醚多元醇作接枝母体进行工业化生产；该产品颜色发黄,粘度较高,贮存困难,称为第一代聚合物多元醇；70 年代中期,人们引入苯乙烯等乙烯基单体与丙烯腈进行接枝共聚,制成白色聚合物多元醇分散液,该产品粘度较低,性能优良,固含量通常为20％～30％,苯乙烯与丙烯腈质量比为30/70～70/30,称为第二代聚合物多元醇或白色聚合物多元醇；但是固含量在30％以内的POP制备的泡沫不能满足更高的负载、回弹和低压缩变定的要求；如压缩硬度(ILD25％变形)大于100N的软质泡沫塑料,要求POP的固含量在40％以上；这种POP就是近年来发展起来的第三代聚合物多元醇,又称高固含量聚合物多元醇。

我国聚氨酯泡沫塑料行业发展迅速，特别是在市场开发方面取得了长足进展。国内冷藏保温、建筑节能、太阳能行业、汽车、家具等产业的快速发展，极大拉动了聚氨酯泡沫塑料的需求，全球范围内聚氨酯泡沫塑料的发展重心也逐渐向中国转移；其中，聚氨酯泡沫塑料已成为我国化工产业发展最快的行业之一。

用于合成聚氨酯的聚醚可归纳为三种类型——聚醚多元醇(PPG)、聚合物多元醇(POP)及聚四亚甲基乙二醇(PTMEG)；其中，聚醚多元醇(PPG)和聚合物多元醇(POP)是聚氨酯工业的重要原料，其约占聚醚消费量的90％左右；而聚合物多元醇主要应用于聚氨酯的生产，因此聚氨酯工业的生产和发展将决定其生产和发展。

众所周知，中国生产了世界95％的冷藏集装箱、60％的鞋子以及70％的玩具；中国的建材、氨纶、纺织品、合成革和汽车产量均居世界第一；中国的城市化进程加快、高速铁路投资加大，环保合成木材需求增加；这些产业的强势发展都为我国聚氨酯工业带来了巨大的市场机会，也为聚醚产品提供了广阔的市场前景。但是，目前市场上的聚合物多元醇大多存在粘度高、流动性差、水溶性差及VOC含量偏高等问题和产品色泽黄问题；因此，需要研发一种聚合物多元醇符合市场的需求与发展趋势，对聚醚工业的发展具有重要意义。

有鉴于此，本发明人针对上述聚合物多元醇结构上未臻完善所导致的诸多缺失及不便，而深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水溶性聚合物多元醇，具有稳定性好、粘度低、流动性高、水溶性好和低VOC等优点。

本发明的另一目的在于提供一种水溶性聚合物多元醇的制备方法，不仅制备的聚合物多元醇粘度低、粒子细腻，并且产品与少量水混溶性很好，利于后期的发泡操作；而且可以增加产品色泽的白度。