一种腰果酚基聚醚多元醇及其制备方法和应用与流程

本发明涉及一种腰果酚基聚醚多元醇及其制备方法和应用。

背景技术：

1、聚醚多元醇是一类由起始剂在催化剂的作用下与环氧烷烃发生开环聚合得到的聚合物。聚醚多元醇的起始剂是指含有活性氢原子的低分子量化合物，不同的起始剂合成的聚醚多元醇性质迥异，常见的起始剂包括丙二醇、乙二醇、甘油、二乙二醇等。这些常见的起始剂来源于石油化工产品，属于不可再生资源，随着石化资源的日益减少，寻找可再生的起始剂制备生物基聚醚多元醇成为聚醚多元醇行业的趋势。

2、聚氨酯软泡由于其优异的回弹性、质轻、耐磨以及舒适的手感等性能广泛应用于汽车座椅、沙发、床垫等产品中。目前，聚氨酯软泡用到的聚醚多元醇是石油基聚醚多元醇，随着石油资源的紧缺，石化产品的价格持续上涨，因此，生物基聚氨酯软泡具有较高的研究价值。

3、已公开生物基聚醚多元醇多数以植物油为原料，由于植物油当中含有大量不饱和脂肪酸甘油酯，这些不饱和脂肪酸甘油酯是由油酸、亚油酸和亚麻酸等不饱和酸与甘油结合而成。它们本身是不含有羟基的，一般需要通过将植物油分子链上的不饱和双键进行环氧化或臭氧化处理，然后在催化剂作用下与醇或酸等带有活性氢的化合物进行羟基化反应引入羟基结构，制备出具有一定官能度和相对分子质量的多元醇，制备工艺较为复杂，而且多数植物油多元醇应用在聚氨酯硬泡领域。

4、中国专利cn101121784b公开一种蓖麻油聚醚多元醇制备方法，该产品可用于软质泡沫的制备，但会造成泡沫闭孔。

5、中国专利cn107057052 a公开了蓖麻油基聚醚多元醇及其制备的聚氨酯软质泡沫塑料，而且力学性能优良，但由于蓖麻油中含有80％以上的蓖麻油酸，所以导致海绵制品气味较大。

6、南京林业大学理学院何明等人研究了蓖麻油聚醚多元醇在聚氨酯软泡中的应用(聚氨酯工业.2009,24(06):33-35)，发现用相对分子质量2000、3000蓖麻油聚醚多元醇c220、c230制得的pu泡沫的拉伸强度、伸长率和压陷硬度与h-330聚醚多元醇相近，而蓖麻油聚醚多元醇相对分子质量超过4000后，pu泡沫的拉伸强度、伸长率和压陷硬度有明显下降。

7、为解决上述问题，本发明提供一种腰果酚基聚醚多元醇的制备方法，可以得到工艺简单，便于工业化生产的生物基聚醚多元醇，并且可以应用于聚氨酯软泡领域，制得的聚氨酯软泡气味低、透气性及力学性能好。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题之一是，现有技术中聚氨酯软泡存在气味大、透气性及力学性能差的问题，提供一种新的腰果酚基聚醚多元醇，用该聚醚多元醇制备得到聚氨酯软泡的气味低、透气性及力学性能好。

2、本发明所要解决的技术问题之二是，提供一种与解决技术问题之一相对应的腰果酚基聚醚多元醇的制备方法。

3、本发明所要解决的技术问题之三是，提供一种与解决技术问题之一相对应的腰果酚基聚醚多元醇的应用。

4、为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种腰果酚基聚醚多元醇，所述的腰果酚基聚醚多元醇的结构式如下：

5、

6、其中，r2为环氧乙烷ⅰ、环氧丙烷混聚链段，r3为环氧乙烷ⅱ；

7、所述的r1为含有15个碳原子的饱和烃链或含有单烯、双烯、三烯的不饱和烃链，结构如下：

8、

9、上述技术方案中，优选地，所述的r2中环氧丙烷：环氧乙烷ⅰ摩尔比为：0.7～5.5：1；r3中环氧乙烷ⅱ：r2中环氧乙烷ⅰ摩尔比为1：0.4～7。

10、为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：一种前述的腰果酚基聚醚多元醇的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

11、(1)向装有搅拌装置的耐高温高压反应釜中投入起始剂腰果酚三聚体、磷腈催化剂；氮气置换、保持釜内真空；

12、(2)依次向反应釜内通入环氧混合物进行反应，控制反应温度为85～95℃、反应压力≤0.45mpa，加料结束后，熟化2～3小时；在0～0.01mpa下继续通入环氧乙烷ⅱ进行封端，控制釜内温度95～105℃，控制釜内压力≤0.45mpa，加料结束后，熟化1～2小时，得到粗醚i；

13、(3)以粗醚i质量百分比计，向粗醚i中加入2～6％的水，1.0～10‰的吸附剂，搅拌1～2小时，抽真空减压脱水3～4小时至水分小于0.1％，抽滤得到腰果酚基聚醚多元醇。

14、上述技术方案中，优选地，所述腰果酚基聚醚多元醇的羟值为28.05～112.2mgkoh/g

15、上述技术方案中，优选地，所述起始剂为腰果酚三聚体，结构如下：

16、

17、其中r为含有15个碳原子的饱和烃链或含有单烯、双烯、三烯的不饱和烃链。

18、上述技术方案中，优选地，所述磷腈催化剂用量为腰果酚三聚体、环氧混合物和环氧乙烷ⅱ的0.1～0.5％。

19、上述技术方案中，优选地，所述环氧混合物由环氧丙烷和环氧乙烷ⅰ的质量比为1:0.1～1的混合得到。

20、上述技术方案中，优选地，所述环氧乙烷ⅱ为腰果酚三聚体、环氧混合物和环氧乙烷ⅱ总质量的0～15％。

21、为解决上述技术问题之三，本发明采用的技术方案如下：一种前述的腰果酚基聚醚多元醇在聚氨酯软泡中的应用。

22、上述技术方案中，优选地，所述的聚氨酯泡沫材料由组分a和组分b组成，其中，以重量份数计，a组分包括：40～80份腰果酚基聚醚多元醇、20～60份聚醚多元醇、0.1～0.5份胺类催化剂、0.1～0.5份辛酸亚锡催化剂、0.5～1.5份泡沫稳定剂、2～3份发泡剂；b组分包括40～50份异氰酸酯。

23、上述技术方案中，优选地，所述泡沫稳定剂选自b-8002或l-580中的至少一种。

24、本发明提供了一种腰果酚基聚醚多元醇及其制备方法和应用，解决了现有技术中聚氨酯软泡存在气味大、透气性及力学性能差的问题，提供一种新的腰果酚基聚醚多元醇，用该聚醚多元醇制备得到聚氨酯软泡的气味低、透气性及力学性能好；本发明以腰果酚三聚体为起始剂制备得到的聚醚多元醇带有刚性的苯环结构，由于苯环的内聚能高，刚性大，因此以此类聚醚多元醇为软段制备得到的聚氨酯海绵会具有较高的力学强度。通过调整聚醚多元醇的结构，使其在发泡过程中与异氰酸酯反应时的凝胶速度和发泡剂与异氰酸酯反应时的发泡速度保持平衡状态，达到泡沫透气性好的目的。

技术特征：

1.一种腰果酚基聚醚多元醇，其特征在于，所述的腰果酚三聚体聚醚多元醇的结构式如下：

2.根据权利要求1所述的腰果酚基聚醚多元醇，其特征在于，所述的r2中环氧丙烷：

3.一种权利要求1所述的腰果酚基聚醚多元醇的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求2所述的腰果酚基聚醚多元醇的制备方法，其特征在于，所述腰果酚基聚醚多元醇的羟值为28.05～112.2mgkoh/g；所述的腰果酚三聚体与环氧混合物的质量比为1:0.5～5。

5.根据权利要求2所述的腰果酚基聚醚多元醇的制备方法，其特征在于，所述起始剂为腰果酚三聚体，结构如下：

6.根据权利要求2所述的腰果酚基聚醚多元醇的制备方法，其特征在于，所述磷腈催化剂用量为腰果酚三聚体、环氧混合物和环氧乙烷ⅱ总质量的0.1～0.5％；所述环氧混合物由环氧丙烷和环氧乙烷ⅰ的质量比为1:0.1～1的混合得到。

7.根据权利要求2所述的腰果酚基聚醚多元醇的制备方法，其特征在于，所述环氧乙烷ⅱ为腰果酚三聚体、环氧混合物和环氧乙烷ⅱ总质量的0～15％。

8.一种权利要求1所述的腰果酚基聚醚多元醇在聚氨酯软泡中的应用。

9.根据权利要求8所述的腰果酚基聚醚多元醇在聚氨酯软泡中的应用，其特征在于，所述的聚氨酯泡沫材料由组分a和组分b组成，其中，以重量份数计，a组分包括：40～80份腰果酚基聚醚多元醇、20～60份聚醚多元醇、0.1～0.5份胺类催化剂、0.1～0.5份辛酸亚锡催化剂、0.5～1.5份泡沫稳定剂、2～3份发泡剂；b组分包括40～50份异氰酸酯。

10.根据权利要求9所述的腰果酚基聚醚多元醇在聚氨酯软泡中的应用，其特征在于，所述泡沫稳定剂选自b-8002或l-580中的至少一种。

技术总结
本发明涉及一种腰果酚基聚醚多元醇及其制备方法和应用，主要解决现有技术中聚氨酯软泡存在气味大、透气性及力学性能差的问题。本发明通过采用一种新的腰果酚基聚醚多元醇，该腰果酚基聚醚多元醇以腰果酚三聚体为起始剂，环氧乙烷Ⅰ和环氧丙烷进行混聚，继续用环氧乙烷Ⅱ进行封端，制备得到的腰果酚基聚醚多元醇较好地解决了该问题，可在聚氨酯软泡中应用。

技术研发人员：茅金龙,徐庆花,高晨栋,卢涛,唐小娟,陆碧华
受保护的技术使用者：长华化学科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/13