用于聚醚多元醇纯化和制备的方法与流程

本发明涉及一种用于聚醚多元醇纯化的方法；一种用于由纯化的聚醚多元醇制备聚醚多元醇的方法；一种用于使用该纯化的聚醚多元醇或由该纯化的聚醚多元醇制备的聚醚多元醇制备聚氨酯泡沫的方法；一种能够通过所述方法获得的聚氨酯泡沫；以及一种包含所述聚氨酯泡沫的成型制品。

背景技术：

1、聚氨酯泡沫，特别是软质聚氨酯泡沫，已广泛用于多种工业和消费应用中。对于一些应用，要求软质聚氨酯泡沫具有高回弹性。泡沫的高回弹性意味着泡沫在用于例如垫子中时可提供更好的舒适性。高回弹性(hr)聚氨酯泡沫通常具有至少40％的回弹性。

2、聚氨酯泡沫通过使聚醚多元醇和多异氰酸酯在发泡剂存在下反应来制备。为了生产高回弹性(hr)聚氨酯泡沫，通常使用含有较长弹性聚醚链的多元醇。

3、通常，聚醚多元醇通过在具有多个活性氢原子的引发剂和催化剂存在下环氧烷的开环聚合来制备。所述环氧烷可以是环氧丙烷(po)和/或环氧乙烷(eo)。此外，所述催化剂可以是碱性催化剂，诸如氢氧化钾(koh)，或复合金属氰化物络合催化剂，后者催化剂通常也称为双金属氰化物(dmc)催化剂。与dmc催化生产聚醚多元醇相关的优点是它比传统的koh催化方法更快、更高效。此外，dmc催化方法可以在连续系统上进行，而不是作为间歇方法，从而进一步提高其效率。更进一步，dmc催化方法更加环保并且具有减少的碳(co2)足迹。

4、通常，使用具有相对较高分子量(例如4500g/mol或更高)和相对较高伯羟基含量(phc)(例如60％至100％)的聚醚多元醇制备高回弹性(hr)聚氨酯泡沫。相对较高伯phc可以通过确保在聚醚多元醇制备方法的最后部分中存在相对较高量的在开环时提供伯羟基的环氧乙烷(eo)并且不存在或存在相对较低量的在开环时主要提供仲羟基的其他环氧烷诸如环氧丙烷(po)来实现。这样的方法被称为“eo封端”。

5、此类hr聚醚多元醇的用途例如公开于us8901187b1中，其公开了hr聚醚多元醇可以是分子量为4500g/mol至6000g/mol的聚环氧烷聚醚二醇，其具有12重量％至20重量％的环氧乙烷基团和剩余的80重量％至88重量％的环氧丙烷基团，同时具有2至8范围内的羟基官能度。在us8901187b1的实施例中，使用“多元醇1”，其被描述为分子量为4800g/mol并且oh值为35mg koh/g的eo封端的hr聚醚多元醇。

6、实际上，eo封端只能通过koh催化的聚醚形成反应来实现。当尝试在eo封端方法中使用双金属氰化物(dmc)催化剂时，活性更高的催化剂和伯oh基团的固有活性的组合导致仅在少数聚醚链上形成长链eo，而不是使eo含量均匀地分布在所有聚醚链上。

7、已经发现，当使用全部或部分地在复合金属氰化物络合催化剂(dmc催化剂)的存在下制备的聚醚多元醇制备高回弹性(hr)聚氨酯泡沫时，由此产生的泡沫可能是不稳定的，特别是如所谓的泡沫“下沉”和/或相对低的泡沫高度(低泡沫起发)和/或甚至泡沫的塌陷所示。所述下沉是指一种现象，其中在达到一定高度之后，泡沫高度降低。这种下沉的缺点是最终泡沫密度分布不均匀和/或最终泡沫高度相对较低。

8、本发明的一个目的是提供一种dmc催化的聚醚多元醇，其至少部分地使用dmc催化剂制备，与(完全)koh催化的聚醚多元醇制备方法相比，这种dmc催化剂的使用导致上述优点，用于生产聚氨酯泡沫，特别是高回弹性(hr)聚氨酯泡沫的方法中，其中由此产生的聚氨酯泡沫可以具有增加的稳定性，这可以通过不存在包括泡沫下沉和/或低泡沫高度和/或泡沫塌陷在内的上述缺点来证明。

技术实现思路

1、令人惊奇地发现，这种目的可以通过以下方式实现：首先从通过dmc催化方法获得的聚醚多元醇中至少部分地除去超高分子量(uhmw)组分，通过使其经受涉及用平均孔径为0.5nm(纳米)至80nm的膜过滤聚醚多元醇的过滤处理，从而导致纯化的聚醚多元醇中uhmw组分的量减少。

2、因此，本发明涉及一种用于聚醚多元醇的纯化的方法，该聚醚多元醇是在具有多个活性氢原子的引发剂和复合金属氰化物络合催化剂的存在下通过环氧烷的开环聚合制备的，具有至多10000g/mol的数均分子量并且含有分子量为数均分子量的至少3倍的超高分子量(uhmw)组分，所述方法包括用平均孔径为0.5nm至80nm的膜过滤聚醚多元醇以产生包含纯化的聚醚多元醇的渗透物，该纯化的聚醚多元醇含有减少量的uhmw组分。

3、此外，本发明涉及一种用于制备分子量为至少4000g/mol且伯羟基含量为至少30％的聚醚多元醇的方法，所述方法包括在通过上述纯化方法获得的聚醚多元醇和碱性催化剂的存在下对包含环氧乙烷的环氧烷进行开环聚合。

4、此外，本发明涉及一种用于制备聚氨酯泡沫的方法，该方法包括使聚醚多元醇和多异氰酸酯在发泡剂的存在下反应，该聚醚多元醇包含上述纯化的聚醚多元醇或由所述纯化的聚醚多元醇制备的上述聚醚多元醇。

5、此外，本发明涉及一种能够通过上述方法获得的聚氨酯泡沫和一种包含所述聚氨酯泡沫的成型制品。

技术特征：

1.一种用于聚醚多元醇的纯化的方法，所述聚醚多元醇是在具有多个活性氢原子的引发剂和复合金属氰化物络合催化剂的存在下通过环氧烷的开环聚合制备的，具有至多10000g/mol的数均分子量并且含有分子量为数均分子量的至少3倍的超高分子量(uhmw)组分，

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述膜具有0.5nm至25nm、优选1nm至25nm、更优选5nm至25nm的平均孔径。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述膜是陶瓷膜。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中待纯化的所述聚醚多元醇具有1000g/mol至10000g/mol、合适地1500g/mol至7000g/mol、更合适地2000g/mol至5000g/mol的数均分子量。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中待纯化的所述聚醚多元醇以100重量百万分率(ppmw)至10000ppmw、合适地1000ppmw至8000ppmw、更合适地2000ppmw至6000ppmw的量含有分子量大于15000g/mol的uhmw组分。

6.一种用于制备分子量为至少4000g/mol且伯羟基含量为至少30％的聚醚多元醇的方法，所述方法包括在通过根据权利要求1至5中任一项所述的方法获得的聚醚多元醇和碱性催化剂的存在下对包含环氧乙烷的环氧烷进行开环聚合。

7.一种用于制备聚氨酯泡沫的方法，所述方法包括使通过根据权利要求1至6中任一项所述的方法获得的聚醚多元醇和多异氰酸酯在发泡剂的存在下反应。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述聚醚多元醇具有至少4000g/mol的分子量和至少30％的伯羟基含量。

9.一种聚氨酯泡沫，所述聚氨酯泡沫能够通过根据权利要求7或8所述的方法获得。

10.一种成型制品，所述成型制品包含根据权利要求9所述的聚氨酯泡沫。

技术总结
本发明涉及一种用于聚醚多元醇的纯化的方法，该聚醚多元醇是在具有多个活性氢原子的引发剂和复合金属氰化物络合催化剂的存在下通过环氧烷的开环聚合制备的，具有至多10000g/mol的数均分子量并且含有分子量为数均分子量的至少3倍的超高分子量(UHMW)组分，所述方法包括用平均孔径为0.5nm至80nm的膜过滤该聚醚多元醇以产生包含纯化的聚醚多元醇的渗透物，该纯化的聚醚多元醇含有减少量的UHMW组分。此外，本发明涉及一种用于由该纯化的聚醚多元醇制备聚醚多元醇的方法；以及一种用于制备聚氨酯泡沫的方法。

技术研发人员：J·L·W·C·登伯斯特尔特,J·P·哈恩,M·B·埃莱维尔德,P·A·塔塔科,P·M·S·皮拉德罕,P·戴维斯
受保护的技术使用者：国际壳牌研究有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/17