專利名稱：高官能度聚酯多元醇及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚酯多元醇技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是高官能度聚酯多元醇及其制備方 法。
背景技術(shù)：
聚氨酯樹(shù)脂具有可發(fā)泡性，彈性，耐磨性，粘接性，耐低溫性，耐溶劑性以及耐生物 老化性等特點(diǎn)，因此用途廣泛，它是發(fā)展較快的一種高分子合成材料，聚氨酯工業(yè)已形成了 較大的生產(chǎn)規(guī)模。我國(guó)聚氨酯工業(yè)起始于20世紀(jì)50年代末，至今已經(jīng)有50多年的發(fā)展史。作為聚 氨酯主要原料之一的聚酯多元醇，其國(guó)內(nèi)需求也在不斷擴(kuò)大。近年來(lái)國(guó)內(nèi)以PTA殘?jiān)蚉TA 氧化殘?jiān)鼮樵仙a(chǎn)聚酯多元醇，它以其低廉的價(jià)格和優(yōu)越的性能受到廣大用戶的肯定和 好評(píng)，而且迅速占據(jù)了一定的市場(chǎng)份額。但是因殘?jiān)且环N復(fù)雜的混合物，里面含有很多單 酸，影響了產(chǎn)品的性能，使其所發(fā)的硬泡出現(xiàn)發(fā)酥，收縮等不良性狀，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的質(zhì) 量。聚氨酯材料分子內(nèi)適度的交聯(lián)可使聚氨酯材料在硬度，軟化溫度，彈性模量，斷裂伸長(zhǎng) 率，永久變形和在溶劑中的溶脹性等方面都得到改進(jìn)。提高聚氨酯多元醇的官能度就能提 高聚氨酯材料的交聯(lián)度。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的聚酯多元醇都是二官能度產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供高官能度聚酯多元醇及其制備方法，用該制備方法制備的高 官能度聚酯多元醇具有耐磨性、強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐熱性、耐老化性等均好的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是高官能度聚酯多元醇，該多元醇是由下列重量份的原料制 成的PTA氧化殘?jiān)?00-450份，丙三醇180-210份，二甘醇80-140份，季戊四醇20-30 份，油酸50-90份，催化劑1-2份。其制備方法包括以下工藝步驟按上述原料配比提取 各原料并將各原料送入反應(yīng)釜內(nèi)，加熱升溫，待各原料熔融后開(kāi)始攪拌，并通入氮?dú)狻．?dāng) 反應(yīng)釜內(nèi)溫度達(dá)到145-165°C時(shí)各原料中的水份開(kāi)始被蒸出，繼續(xù)加溫使反應(yīng)釜內(nèi)溫度達(dá) 175-215°C，保持此溫度9-11小時(shí)，使各原料中的水份全部從反應(yīng)釜中被蒸出。各原料中的 水份被蒸出后繼續(xù)保持上述溫度1-2小時(shí)。然后停止加溫并降溫，在溫度降至90-10(TC時(shí) 停止通入氮?dú)獠㈤_(kāi)始緩慢抽真空至0. 08Mpa，保持1小時(shí)。繼續(xù)抽真空至0. 099-0. IMpa, 在抽真空的同時(shí)加溫使溫度達(dá)220-230°C，在上述高真空、高溫度下各原料在反應(yīng)釜中進(jìn) 行縮聚，縮聚時(shí)間為4-9小時(shí)。原料進(jìn)行縮聚時(shí)其聚酯分子量增加很快。在縮聚時(shí)段內(nèi) 不斷測(cè)量聚酯分子量的各項(xiàng)指標(biāo)，當(dāng)聚酯分子量的羥值達(dá)到400-430mgK0H/g，酸值達(dá)到 (3. 0mgK0H/g，黏度為4000-6000mPa. S/25°C，水分的質(zhì)量百分率在0. 025以下，官能度> 3時(shí)就從反應(yīng)釜中出料得到成品。所述的催化劑為鈦酸四丁酯，辛酸亞錫，二丁基氧化錫，二醋酸二丁基錫，二月硅 酸二丁基錫中的一種或幾種的混合物。高官能度聚酯多元醇的制備方法包括以下工藝步驟將PTA氧化殘?jiān)?00-450份，丙三醇180-210份，二甘醇80-140份，季戊四醇20-30份，油酸50-90份，催化劑1_2 份送入反應(yīng)釜內(nèi)，加熱升溫，待各原料熔融后開(kāi)始攪拌，并通入氮?dú)?。?dāng)反應(yīng)釜內(nèi)溫度達(dá) 到145-165°C時(shí)各原料中的水開(kāi)始被蒸出，繼續(xù)加溫使反應(yīng)釜內(nèi)溫度達(dá)175-215°C，保持此 溫度9-11小時(shí)，使各原料中的水全部從反應(yīng)釜中被蒸出。各原料中的水被蒸出后繼續(xù)保 持上述溫度1-2小時(shí)。然后停止加溫并降溫，在溫度降至90-10(TC時(shí)停止通入氮?dú)獠㈤_(kāi) 始緩慢抽真空至0. 08Mpa，保持1小時(shí)。繼續(xù)抽真空至0. 099-0. IMpa，在抽真空的同時(shí)加 溫使溫度達(dá)220-230°C，在上述高真空、高溫度下各原料在反應(yīng)釜中進(jìn)行縮聚，縮聚時(shí)間為 4-9小時(shí)。原料進(jìn)行縮聚時(shí)其聚酯分子量增加很快。在縮聚時(shí)段內(nèi)不斷測(cè)量聚酯分子量 的各項(xiàng)指標(biāo)，當(dāng)聚酯分子量的羥值達(dá)到400-430mgK0H/g，酸值達(dá)到彡3. 0mgK0H/g,黏度為 4000-6000mPa. S/25°C，水分的質(zhì)量百分率在0. 025以下，官能度> 3時(shí)就從反應(yīng)釜中出料 得到成品。所述的催化劑為鈦酸四丁酯，辛酸亞錫，二丁基氧化錫，二醋酸二丁基錫，二月硅 酸二丁基錫中的一種或幾種的混合物。所述的PTA氧化殘?jiān)?5 %以上是鄰，間，對(duì)苯二甲酸，其余為對(duì)甲基苯甲酸，對(duì) 羧基苯甲醛，少量苯甲酸醋酸等。根據(jù)官能度計(jì)算公式可知y = (2Xg+3Xt-2)/(Xg+Xt"l)。Y為官能度支化度。
Xg為二元醇/ 二元酸的摩爾比。Xt為三元醇/ 二元酸的摩爾比。當(dāng)Xg = 1時(shí)，官能度支化度y = (2Xl+3Xt-2) + (l+Xt-l) = 3，即制的聚酯三元 醇。當(dāng)Xg > 1，2 < y < 3，這是合成支化聚酯的大多數(shù)情況，即在原料中加入極少量的三元 醇。當(dāng)Xg<l，y>3。由于此時(shí)為了得到端羥基聚酯，Xt就必須大，而大量的三元醇，又會(huì) 使合成過(guò)程中易產(chǎn)生交聯(lián)。目前用已有技術(shù)生產(chǎn)的聚酯多元醇的官能度支化度為y < 3。 用本制備方法生產(chǎn)的聚酯多元醇的官能度支化度為y > 3。以PTA氧化殘?jiān)鼮樵?，以丙三醇和季戊四醇提高官能度，并加入油酸改性制?的高官能度聚酯多元醇，極大地改善了聚酯多元醇的強(qiáng)度，尺寸穩(wěn)定性，也減輕了其硬泡在 有機(jī)溶劑中的溶漲現(xiàn)象，使其抗老化性能有了進(jìn)一步的提高。官能度的增加，使聚酯多元醇 的分子量進(jìn)一步的加大，提高了產(chǎn)品的耐熱度，使產(chǎn)品的使用有了更廣闊的空間。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提供了高官能度聚酯多元醇及其制備方法，用該制備方法制備的 高官能度聚酯多元醇具有耐磨性、強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐熱性、耐老化性等均好的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:高官能度聚酯多元醇，是由下列重量份的原料制成的，PTA氧化殘?jiān)?00份，丙三 醇200份，二甘醇100份，季戊四醇20份，油酸80份，鈦酸四丁酯1. 5份。其制備方法包 括以下工藝步驟按上述原料配比提取各原料并將各原料送入反應(yīng)釜內(nèi)，加熱升溫，待各原 料熔融后開(kāi)始攪拌，并通入氮?dú)?。?dāng)反應(yīng)釜內(nèi)溫度達(dá)到145-165°C時(shí)，各原料中的水份開(kāi)始 被蒸出，繼續(xù)加溫使反應(yīng)釜內(nèi)溫度達(dá)175-215°C，保持此溫度9-11小時(shí)，使各原料中的水份 全部從反應(yīng)釜中被蒸出。各原料中的水份被蒸出后繼續(xù)保持上述溫度1-2小時(shí)。然后停止加溫并降溫，在溫度降至90-100°C時(shí)停止通入氮?dú)獠㈤_(kāi)始緩慢抽真空至0. 08Mpa，保持1 小時(shí)。繼續(xù)抽真空至0. 099-0. IMpa，在抽真空的同時(shí)加溫使溫度達(dá)220-230°C，在上述高真 空、高溫度下各原料在反應(yīng)釜中進(jìn)行縮聚，縮聚時(shí)間為4-9小時(shí)。原料進(jìn)行縮聚時(shí)其聚酯分 子量增加很快。在縮聚時(shí)段內(nèi)不斷測(cè)量聚酯分子量的各項(xiàng)指標(biāo)，當(dāng)聚酯分子量的羥值達(dá)到 400-430mgK0H/g，酸值達(dá)到彡 3. 0mgK0H/g，黏度為 4000_6000mPa. S/25°C，水分的質(zhì)量百分 率在0. 025以下，官能度> 3時(shí)就從反應(yīng)釜中出料得到成品。實(shí)施例2:高官能度聚酯多元醇，是由下列重量份的原料制成的，PTA氧化殘?jiān)?50份，丙三 醇210份，二甘醇120份，季戊四醇25份，油酸70份，辛酸亞錫2份。其制備方法與實(shí)施例 1相同。實(shí)施例3:高官能度聚酯多元醇，是由下列重量份的原料制成的，PTA氧化殘?jiān)?20份，丙三 醇190份，二甘醇95份，季戊四醇22份，油酸65份，二月硅酸二丁基錫1. 2份。其制備方 法與實(shí)施例1相同。
權(quán)利要求
高官能度聚酯多元醇，其特征在于該多元醇是由下列重量份的原料制成PTA氧化殘?jiān)?00-450份，丙三醇180-210份，二甘醇80-140份，季戊四醇20-30份，油酸50-90份，催化劑1-2份；其制備方法包括以下工藝步驟按上述原料配比提取各原料并將各原料送入反應(yīng)釜內(nèi)，加熱升溫，待各原料熔融后開(kāi)始攪拌，并通入氮?dú)猓划?dāng)反應(yīng)釜內(nèi)溫度達(dá)到145-165℃時(shí)各原料中的水份開(kāi)始被蒸出，繼續(xù)加溫使反應(yīng)釜內(nèi)溫度達(dá)175-215℃，保持此溫度9-11小時(shí)，使各原料中的水份全部從反應(yīng)釜中被蒸出；各原料中的水份被蒸出后繼續(xù)保持上述溫度1-2小時(shí)；然后停止加溫并降溫，在溫度降至90-100℃時(shí)停止通入氮?dú)獠㈤_(kāi)始緩慢抽真空至0.08Mpa，保持1小時(shí)；繼續(xù)抽真空至0.099-0.1Mpa，在抽真空的同時(shí)加溫使溫度達(dá)220-230℃，在上述高真空、高溫度下各原料在反應(yīng)釜中進(jìn)行縮聚，縮聚時(shí)間為4-9小時(shí)，原料進(jìn)行縮聚時(shí)其聚酯分子量增加很快；在縮聚時(shí)段內(nèi)不斷測(cè)量聚酯分子量的各項(xiàng)指標(biāo)，當(dāng)聚酯分子量的羥值達(dá)到400-430mgKOH/g，酸值達(dá)到≤3.0mgKOH/g，黏度為4000-6000mPa.S/250C，水分的質(zhì)量百分率在0.025以下，官能度＞3時(shí)就從反應(yīng)釜中出料得到成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高官能度聚酯多元醇，其特征在于所述的催化劑為鈦酸四 丁酯，辛酸亞錫，二丁基氧化錫，二醋酸二丁基錫，二月硅酸二丁基錫中的一種或幾種的混 合物。
3.高官能度聚酯多元醇的制備方法，其特征在于將PTA氧化殘?jiān)?00-450份，丙三醇 180-210份，二甘醇80-140份，季戊四醇20-30份，油酸50-90份，催化劑1_2份送入反應(yīng) 釜內(nèi)，加熱升溫，待各原料熔融后開(kāi)始攪拌，并通入氮?dú)?；?dāng)反應(yīng)釜內(nèi)溫度達(dá)到145-165°C 時(shí)各原料中的水份開(kāi)始被蒸出，繼續(xù)加溫使反應(yīng)釜內(nèi)溫度達(dá)175-215°C，保持此溫度9-11 小時(shí)，使各原料中的水份全部從反應(yīng)釜中被蒸出；各原料中的水份被蒸出后繼續(xù)保持上述 溫度1-2小時(shí)；然后停止加溫并降溫，在溫度降至90-10(TC時(shí)停止通入氮?dú)獠㈤_(kāi)始緩慢抽 真空至0. 08Mpa，保持1小時(shí)；繼續(xù)抽真空至0. 099-0. IMpa，在抽真空的同時(shí)加溫使溫度達(dá) 220-230°C，在上述高真空、高溫度下各原料在反應(yīng)釜中進(jìn)行縮聚，縮聚時(shí)間為4-9小時(shí)，原 料進(jìn)行縮聚時(shí)其聚酯分子量增加很快；在縮聚時(shí)段內(nèi)不斷測(cè)量聚酯分子量的各項(xiàng)指標(biāo)，當(dāng) 聚酯分子量的羥值達(dá)到400-430mgK0H/g，酸值達(dá)到彡3. 0mgK0H/g，黏度為4000-6000mPa. S/250C，水分的質(zhì)量百分率在0. 025以下，官能度> 3時(shí)就從反應(yīng)釜中出料得到成品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高官能度聚酯多元醇的制備方法，其特征在于所述的催化 劑為鈦酸四丁酯，辛酸亞錫，二丁基氧化錫，二醋酸二丁基錫，二月硅酸二丁基錫中的一種 或幾種的混合物。
全文摘要
本發(fā)明是高官能度聚酯多元醇及其制備方法。該多元醇是由PTA氧化殘?jiān)?00-450份，丙三醇180-210份，二甘醇80-140份，季戊四醇20-30份，油酸50-90份，催化劑1-2份制成的。其制備方法為按上述原料配比提取各原料并送入反應(yīng)釜內(nèi)加熱升溫、攪拌并通入氮?dú)?。使釜?nèi)原料中全部水份被蒸出。全部水份被蒸出后降溫、停止通入氮?dú)?。再向釜?nèi)加溫及抽真空形成高溫、高真空。在高溫、高真空下各原料縮聚并使聚酯分子量大量增加。測(cè)量聚酯分子量各項(xiàng)指標(biāo)到規(guī)定值時(shí)就出料得到成品。本高官能度聚酯多元醇具有耐磨性、強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐熱性、耐老化性等均好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08G63/78GK101851328SQ20101020545
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月12日
發(fā)明者吳永存, 芮敏軍 申請(qǐng)人:常州市康宏裝飾材料有限公司