一种新型改性苯酐聚酯多元醇及其制备方法和用其制备的聚氨酯泡沫塑料的制作方法
【专利说明】一种新型改性苯酐聚酯多元醇及其制备方法和用其制备的聚氨酯泡沬塑料
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种新型改性苯酐聚酯多元醇及其制备方法和用其制备的聚氨酯泡沫塑料。
【背景技术】
[0003]近年来，由于聚氨酯工业的飞速发展，聚醚多元醇发泡体系广泛应用，但是聚醚多元醇发泡体系存在着结构强度比较低，硬度较差的缺点，无法广泛应用。
[0004]近年来，全球石油资源日益枯竭，人们对材料的阻燃性能要求越来越高，同时国家整治环境问题的力度也越来越大，促使高分子材料的研究朝向清洁化学品、化学工艺及高阻燃性能方向发展。运用可再生生物原材料替代石油化学原材料是大势所趋。因此，开发新的技术研究一种新型改性苯酐聚酯多元醇和用其制备的聚氨酯泡沫塑料及其制备方法，替代石油化工原料制备聚氨酯泡沫，对开发生物基原材料的深加工、走可持续发展道路具有重要的现实意义。
[0005]聚氨酯泡沫质轻、闭孔率高、强度高，是一种高效的保温材料，但因其多孔结构，泡沫容易燃烧，一般提高其阻燃性能主要以添加型和反应型两种为主，添加型需要添加大量的阻燃剂，往往使材料的物理机械加工性能大幅度降低，且时间越长，阻燃性能会发生迀移，阻燃效果大大降低，反倒存在安全隐患。反应型阻燃剂由于带有反应性的化学基团，与聚氨酯形成共价键，不易迀移，提高聚氨酯泡沫的持久阻燃性。因此开发新型改性苯酐聚酯多元醇具有现实意义。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供稳定强度的改性苯酐聚酯多元醇，用于制备硬质聚氨酯泡沫塑料，为了实现上述目的，本发明的及时方案为:
一种新型改性苯酐聚酯多元醇，其特征是:包括以下步骤:
将醇3?4份加入反应釜，醇选用二甘醇，边搅拌边升温，然后在搅拌情况下加入苯酐2?3份，改性剂ΚΜ??.02?0.03份，最后加入催化剂0.001?0.002份，催化剂选用钛酸丁酯和钛酸异丙酯中的一种或两种，当釜温升至180°C左右，酯化反应开始，有水馏出，降低升温速度，使反应平稳进行，控制釜温在180?220°C左右，气温不超过100°C，维持5?6小时；
当气温开始下降时，缓慢升温同时控制气温不超过70°C，防止醇与水一起馏出，当釜温升至220~250°C，保温4~5小时，当气温开始下降，出水量接近理论出水值时，取样测定酸值，当酸值< 10mgK0H/g，表明常压酯化反应基本完成； 为了促进酯化反应进行完全，在负压下进行反应，降温至170?210°C，开始抽真空，真空度逐渐提高，最后达到0.08?0.09Mpa，维持2小时左右，取样测定酸值，当酸值彡1.0mgKOH/g，反应进行完全，降温至60?80°C，出料，得到改性苯酐聚酯多元醇，其羟值为280mg/gK0H，25°C粘度为 6000 mPa.s。
[0008]其特征是:将醇3?4份加入反应釜，醇选用二甘醇，边搅拌边升温，然后在搅拌情况下加入苯酐2?3份，改性剂ΚΜ??.02?0.03份，最后加入催化剂0.001?0.002份，催化剂选用钛酸丁酯和钛酸异丙酯中的一种或两种，当釜温升至180°C左右，酯化反应开始，有水馏出，降低升温速度，使反应平稳进行，控制釜温在180?220°C左右，气温不超过100°C，维持5?6小时；
当气温开始下降时，缓慢升温同时控制气温不超过70°C，防止醇与水一起馏出，当釜温升至220~250°C，保温4~5小时，当气温开始下降，出水量接近理论出水值时，取样测定酸值，当酸值< 10mgK0H/g，表明常压酯化反应基本完成；
为了促进酯化反应进行完全，在负压下进行反应，降温至170?210°C，开始抽真空，真空度逐渐提高，最后达到0.08?0.09Mpa，维持2小时左右，取样测定酸值，当酸值彡1.0mgKOH/g，反应进行完全，降温至60?80°C，出料，得到改性苯酐聚酯多元醇，其羟值为280mg/gK0H，25°C粘度为 6000 mPa.s。
[0009]—种新型改性苯酐聚酯多元醇制备的的聚氨酯泡沫塑料，其特征是:按照质量份称取聚醚多元醇60g、改性苯酐聚酯多元醇40g、匀泡剂(AK-8805) 3g、胺类催化剂(N，N- 二甲基环己胺)0.76份、金属类催化剂异辛酸钾0.75份、醋酸钾0.5份、水1.5份、环戊烷15份混合搅拌均匀配制成组合聚醚，然后在口杯中依次加入上述组合聚醚11.6g、多次甲基多苯基多异氰酸酯20.9g，在转速3000-3500r/min条件下机械搅拌10s，制得的聚氨酯泡沫塑料。
[0010]本发明具有如下优点:
(1)其特征在于端羟基聚酯，同聚酯多元醇相比，由于引入苯环结构，从而使合成的聚氨酯分子链中增加了若干个苯环结构，大大提高了聚氨酯本身的硬度，使其发泡形成的泡沫结构具有阻燃性、刚硬性和耐化学性等综合优良性能。
[0011](2)制得的硬质聚氨酯泡沫塑料泡孔细腻，力学稳定性好、刚性级别高，保温效果好。
[0012](3) 一种新型改性苯酐聚酯多元醇，其特征在于端羟基聚酯，同聚酯多元醇相比，由于引入苯环结构，从而使合成的聚氨酯分子链中增加了若干个苯环结构，大大提高了聚氨酯本身的硬度，使其发泡形成的泡沫结构具有阻燃性、刚硬性和耐化学性等综合优良性能；通过改性剂KMT，参与改性反应，泡沫结构发生变化，不易老化，收缩率低，泡沫细腻均匀，结构体稳定，所述的新型改性苯酐聚酯多元醇，其特征在于将其与催化剂、发泡剂、匀泡剂、阻燃剂、水等混合配制成组合料，与多次甲基多苯基异氰酸酯反应制备硬质聚氨酯泡沫，配合聚醚多元醇，制得的硬质聚氨酯泡沫阻燃性好、力学性能稳定、保温性能优良。
[0013]
【具体实施方式】
[0014] 实施例1:使用在四颈瓶制备改性苯酐聚酯多元醇；
在四颈瓶上，装上回流冷凝管，往四颈瓶中加入苯酐2份、改性剂KMT0.001份、二甘醇3份，在氮气保护下搅拌混合均匀，升温至180°C，酯化反应开始，有水馏出，降低升温速度，使反应平稳进行，控制釜温在180°C，气温不超过100°C，维持5小时，当气温开始下降时，缓慢升温同时控制气温不超过70°C，防止醇与水一起馏出，当釜温升至220°C，保温4小时，当气温开始下降，出水量接近理论出水值时，取样测定酸值，当酸值(10mgK0H/g，表明常压酯化反应基本完成；为了促进酯化反应进行完全，必须在负压下进行反应；降温至170°C，开始抽真空，真空度逐渐提高，最后达到0.08Mpa，维持2小时左右；取样测定酸值，当酸值^ 1.0 mgKOH/g，反应进行完全，降温至60°C，出料。得到改性苯酐聚酯多元醇，其羟值为