聚醚多元醇的研究进展_慕朝师

聚醚多元醇的研究进展_慕朝师
聚醚多元醇的研究进展_慕朝师

基金项目:广西科学基金资助项目(桂科自0832194);广西培养新世纪学术和技术带头人专项资金资助项目(资金批准号:

2004224)

收稿日期:2009206201

综述与进展

聚醚多元醇的研究进展

慕朝师1,黄科林2,4,李克贤3,罗素娟2,刘宇宏2,黄尚顺2,何耀良2,李卫国2

(11广西科技情报研究所,广西南宁 530022;21广西化工研究院,广西南宁 530001;31广西师范学院化学系,广西南宁 530001;41广西新晶科技有限公司,广西南宁 530001)

摘 要:聚醚多元醇是生产聚氨酯原料之一,本文从聚醚多元醇合成工艺入手,重点从催化剂角度阐述了聚醚多元醇的合成,并对今后的发展提出建议。 关键词:聚醚多元醇;催化剂;聚氨酯

中图分类号:TQ 223116 文献标识码:A 文章编号:167129905(2009)1220013206

聚醚多元醇是分子中含有醚键(R O R ),

端基为OH 基团的齐聚物。它是由含活泼氢的低分子化合物如(醇类、胺类)作起始剂,在催化剂作用下与含有环氧结构的化合物进行开环聚合反应而成的。聚醚多元醇是一种重要的化工原料,它的最大用途是合成聚氨酯(PU )树脂类产品,如聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯黏合剂、聚氨酯胶粘剂、聚氨酯弹性体等。此外,还可以用作非离子表面活性剂、润滑剂、液流体、热交换流体等。

用于合成聚醚多元醇的环氧化物包括氧化乙烯、氧化丙烯、四氢呋喃以及这些化合物的混合物。其中由氧化丙烯与含活泼氢的化合物聚合而成的聚醚多元醇在聚氨酯工业的发展中占有重要的地位。早期合成聚醚多元醇的聚合反应是在酸或者碱催化作用下进行的,常用的酸催化剂是质子酸(H 2SO 4、HCl 等)和路易斯酸(AlCl 3、BF 3等),碱性催化剂常用的是碱金属、碱(土)金属的氧化物、醇化物和氢氧化物[1]。后经不断探索,开发出多种催化剂,研究最多且已经工业化的当属双金属氰化物络合催化剂(DMC )。

聚醚多元醇的发展[2]是由20世纪30年代开始的,它最初应用于非离子表面活性剂领域。1939年,美国Scretle 和Wotter 合成出烷醇聚醚非离子表面活性剂。1940年又合成出烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂。1953年Du Pont 公司首次把聚醚多元醇应用于聚氨酯软泡,接着美国怀安多特化学公司于1954年提出以氧化丙烯—氧化乙烯嵌段共聚醚制备聚氨酯泡沫塑料,并于1957年将聚醚型

聚氨酯泡沫塑实现工业化。几十年来,聚醚多元醇发展迅速,产量逐年增多。世界聚醚多元醇生产装置规模较大,生产也较集中,主要掌握在几家大型跨国公司如巴斯夫、拜耳、陶氏化学和壳牌化学公司手中。2003年全球聚醚多元醇生产量为380万t ,2005年全球生产能力达到540万t ,2006年全球生产能力上升到610万t 。目前国内聚醚多元醇的生产企业有30多家,拥有万t 级生产装置的企业也有10多家,2005年聚醚多元醇产量增加到35万t ,2006年聚醚多元醇产能达到87万t [3]。

1 聚醚多元醇的合成工艺状况

为了满足聚醚多元醇在不同领域的需求,不断开发新的聚醚产品和研究新的生产工艺显得尤为重要。目前各生产商生产聚醚多元醇所采用的工艺各不相同,但归纳起来根据聚合反应所用催化体系不同,一般可分为3类:

(1)阴离子催化合成工艺[4~5]。阴离子催化剂主要以碱金属、碱土金属的氢氧化物为主,包括KOH 、NaOH 、CsOH 、RO K 等。合成的聚醚多元醇

中残存的碱金属或碱土金属离子会影响PU 的生产和制品性能,因此该工艺需要最大限度地脱去金属离子,在生产过程中能耗物耗较大,产生大量污水和废渣,造成污染,收率不理想。但该合成工艺成熟,催化生产的软泡、硬泡、高活性聚醚多元醇具有储存稳定性好、在聚组合聚醚中配伍稳定性好、对组合料发泡性能干扰小等优点,因此目前多数企业仍在使

第38卷 第12期2009年12月 化 工 技 术 与 开 发Technology &Development of Chemical Industry

Vol 138 No 112

Dec 12009

用。

(2)二甲胺催化合成工艺[6]。胺工艺的特点是反应初期速度快,随着聚醚相对分子质量增大,反应速度逐渐减慢。该工艺具有无须脱除催化剂,物耗能耗较低,在PU发泡配方中可以少加或不加胺催化剂等优点。但生产的聚醚多元醇储存稳定性较差,泡沫稳定性也较差,从而限制了使用范围。

(3)双金属络合物(DMC)催化合成工艺[7~11]。该催化剂反应活性高,生产周期短,生产的聚醚多元醇产品多数情况下无需后处理,与传统的环氧化物催化剂相比,催化剂DMC合成的聚醚多元醇具有低不饱和度、相对分子质量分布窄、低黏度等优点,由它合成的聚氨酯材料性能较好,因此近年来国外利用该工艺合成的聚醚多元醇得到迅速的发展并普遍商业化。

2 聚醚多元醇发展状况

为顺应聚氨酯产品发展,各企业和科研机构,在产品结构的调整和新产品的开发上做了大量的工作,各种不同需要的聚醚多元醇相继出现,产品丰富,归纳起来分为2大类:通用型聚醚多元醇和特种聚醚多元醇。

211 通用型聚醚多元醇

通用型聚醚多元醇[12]是指含活泼氢的化合物作起始剂,在催化剂的作用下与环氧丙烷开环聚合而成的聚氧化丙烯多元醇。根据起始剂的官能度不同可以分为聚氧化丙烯二元醇,聚氧化丙烯三元醇,聚氧化丙烯四元醇等。这种聚醚开发最早,应用面也最广,需求量大,适合于合成各种聚氨酯泡沫塑料。早期工业上生产该聚醚多元醇所用的催化剂是KOH,其聚合反应机理属于阴离子聚合和链式反应[13],反应过程中有链的引发、链的增长和质子转移,链引发和链增长是以质子的迅速转移为基础。反应一旦引发,在初始增长阶段,链增长反应的速度非常快,随着分子链的进一步增长和反应物料的逐渐加入,质子向高分子链转移的速度由于受到活性基团相对浓度的变低而减缓,致使环氧化物的转化率降低和副反应速率加快,随着反应的持续进行,向小分子转移加剧,体系中一元醇含量上升,从而抑制高分子量聚醚多元醇的形成,合成出来的聚醚多元醇具有分子量低,分子量分布宽等特点。此反应合成的聚醚多元醇不饱和度较高。不饱和度的产生有以下2种说法,Price等[14]认为阴离子聚合环氧丙烷的链转移是一消除反应,通过一个链的终止从而形成双键。Simons[15]和Steiner等[16]认为聚合反应中的不饱和端基直接来源于碱催化下的环氧丙烷的重排反应,是一种链的引发,而不是链的终止。转移反应包括环氧丙烷上的烷基氢被夺取,随之迅速发生裂环反应,生成烯丙基醚负离子。通用型聚醚多元醇的末端羟基绝大多数是仲羟基化合物,伯羟基质量分数在5%以下。原因是环氧丙烷是不对称环氧化物,受空间位阻的影响,开环聚合形成末端仲羟基含量高。

212 特种聚醚多元醇

21211 高活性、高分子量、低不饱和度聚醚多元醇基础研究表明,在合成聚氨酯材料反应中,高伯羟基含量的聚醚多元醇与异氰酸酯的反应活性较高。前已介绍,在由氧化丙烯为原料制备普通聚醚多元醇时,因其化学结构,决定了它们开环聚合生成的聚醚多元醇的端羟基几乎全部是仲羟基。为了得到伯羟基含量高的聚醚多元醇,一个重要的改进措施是使用环氧乙烷和环氧丙烷进行混合共聚[17]。其结果是形成3种不同情况的聚醚多元醇:EO封端的聚醚多元醇;分子内含EO嵌段结构或无规则结构的聚醚多元醇和不仅分子内含有氧化乙烯结构单元而且还用EO封端的聚醚多元醇。这些产品于20世纪70年代开发并陆续实现工业化。用环氧乙烯封端的聚醚多元醇不但伯羟基含量高,而且具有高相对分子质量。高活性、高相对分子质量聚醚多元醇在合成聚氨酯材料中无论是从工艺上还是产品的性能上都显示出很大的优点,产品的用途范围大大增加。

用传统钾工艺制得的聚醚多元醇由于多种原因相对分子质量很难提得更高,而且不饱和度高。高效催化剂DMC的出现和新的合成工艺提高了聚醚多元醇的内在质量———高活性、高相对分子质量。高效催化剂DMC是20世纪60年代由美国通用轮胎橡胶公司研究人员发现的一种用于环氧化物聚合的高效催化剂。用其合成的聚醚多元醇具有相对分子质量高、不饱和度低、相对分子质量分布窄等优点[18],是制备优质聚氨酯的理想原料。20世纪80年代中后期,双金属氰化物络合催化剂的研究工作日趋成熟,报导聚醚多元醇的合成专利很多,内容大都是围绕着催化剂的制备和由它来催化合成聚醚多元醇。尤其阿科化学公司改进了传统DMC催化剂的制备工艺,获得了基本非晶态高效能DMC催化

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化 工 技 术 与 开 发 第38卷

剂,用此类催化剂合成出低不饱和度、窄分子量分布、平均官能度高的聚醚多元醇。20世纪90年代,国外已有此催化剂合成的聚醚多元醇产品面市,较著名有Arco公司的Acclaim TM系列;旭硝子公司的PML-7012、7009、7014;Olin公司的Poly-L TM系列;BASF公司的Pluracol HPTM系列; Shell公司的Caradol TM系列和Dow化学的HPPTM系列。

早期,双金属氰化物络合物催化剂(DMC)制备技术复杂,存在催化活性不是很高、产品需要后处理、产品黏度大等缺点[19],因此在相当一段时间应用不多,但对催化剂的改进在不断探索之中。

20世纪60年代末就有用CsOH催化剂制备高分子量、低不饱和度聚醚多元醇的报道[20],后来BASF、三井东亚、旭硝子等公司也开展了研究。BASF公司重点研究了在CsOH催化剂作用下EO 封端技术及嵌段共聚聚醚多元醇的制备工艺,结果得到相对分子质量大于10000的嵌段共聚醚,具有分子量分布窄,封端效率高等优点。但该催化剂没有在工业上得到应用,原因是CsOH价格高,生产成本加大。

自80年代开始,又有利用碱性较弱的碱土金属化合物作催化剂合成聚醚多元醇的报道[21]。陶氏化学的研究表明,用Ba(OH)2代替KOH作催化剂,合成的聚醚多元醇的不饱和度大幅度下降,伯羟基含量也有一定的提高。但由于属于阴离子聚合,聚醚多元醇分子量不超过8000,而且相对分子质量分布和不饱和度随着相对分子质量和反应温度的增加而迅速增加。

三洋化学公司研究了用LiPF6催化PO、EO聚合工艺,该过程属于配位聚合机理,合成的平均相对分子质量大于4000,不饱和度为0103~0105mmol?g-1,但LiPF6价格昂贵且贮藏不稳定,影响其在工业生产中的应用。20世纪70年代末,日本东京大学的井上祥平和相田卓三等人研究发现,金属卟啉络合物对环氧烷烃开环聚合具有很高的催化特性,可用于制备高分子量聚醚多元醇[22]。但由于合成的聚合物中往往带有一定的颜色导致其稳定性变差而未进行工业化。日本三井化学公司在研究环氧丙烷开环聚合机理后,成功地开发了磷氰类催化剂[23],此催化剂通常包括磷氰、磷氰盐和氧化磷氰3类。该类催化剂与高活性的DMC相比,具有可以使用小分子引发剂和不脱除催化剂的条件下可直接用环氧乙烷封端等优点。用该类型催化剂制得的聚醚多元醇具有相对分子质量高、分布窄和不饱和度低等性能。用它合成PU制品性能优异。因此,此类催化剂应用前景广阔。

近年来,我国许多科研单位、高等院校及企业加大了对双金属氰化物络合物催化剂(DMC)的开发研究,并用其催化合成高活性、高分子量、低不饱和度的聚醚多元醇。黎明化工研究院用自制的双金属氰化物络合催化剂,制备了相对分子量高、相对分子质量分布窄、不饱和度低的低单官能度聚醚多元醇,而且还对其合成工艺进行了研究[24~25]。高桥石化三厂用自行开发研制的酸式DMC催化剂合成出不饱和度小于0102mmol?g-1的聚醚多元醇。天津第三石化厂与中科院山西煤化所合作,研制出相对分子质量可达15000,不饱和度小于01005mmol?g-1的聚醚多元醇,产品质量与国外同类产品相当[26]。金陵石化公司[27]自1997年开始对聚醚多元醇合成新工艺进行研究,并在国外先进技术的基础上,成功地开发具有自主知识产权的双金属催化剂,生产的MMC系列催化剂可以在极低浓度下合成高相对分子质量、低不饱和度的聚醚多元醇,由于产品中金属离子浓度低,因此无须对产品进行后处理。

21212 聚四氢呋喃聚醚多元醇

聚四氢呋喃聚醚多元醇学名聚四亚甲基醚二醇(PTM EG),也称四氢呋喃均聚醚,是由四氢呋喃(THF)经阳离子引发开环聚合而成。聚四氢呋喃是一种端伯羟基的聚醚二醇,常温下为白色蜡状固体,液化后为无色透明液体。它的最大用途是合成聚氨酯材料和氨纶弹性纤维。制得产品具有柔韧性好、耐磨、机械强度高、耐老化、耐化学腐蚀、抗水解性能优异等优点。

阳离子开环聚合是由四氢呋喃生成聚四氢呋喃的惟一聚合方法。在引发剂存在下,四氢呋喃的聚合反应是一平衡过程,为本体聚合,高温反应速度快,但平衡转化率低。温度高于83℃时,实际只存在聚合物的解聚反应。低温下聚合有利于达到较高的平衡转化率,如30℃下本体聚合的平衡转化率为72%,但低温聚合反应速率慢,在低于-20℃时,聚合反应慢到几乎不进行。这就需要选用低温高活性催化剂来提高反应速率,使聚合过程能在较短时间内达到平衡转化率[28]。合成聚四氢呋喃传统的工艺方法一般使用氟磺酸、高氯酸催化剂。美国的Du Pont公司、Quaker Oats公司和德国BASF早期均采

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第12期 慕朝师等:聚醚多元醇的研究进展

用此方法合成聚四氢呋喃。该合成工艺有很多优点:催化剂廉价易得,活性高,低温反应速率快,单程四氢呋喃转化率高,产品色泽浅,相对分子质量分布窄等。但此合成工艺工业化生产多为均相,强酸催化体系,存在着催化剂用量大、回收难度大、三废污染、设备腐蚀严重等缺点。20世纪80年代美国Du Pont公司研究了用含氟烷基磺酸型离子交换树脂类催化剂,代替高氯酸以减少废酸处理。BASF公司研究了分子筛催化剂,Paial公司研究了金属氧化物固体超强酸催化剂。固体酸催化剂可以回收利用和减少设备腐蚀,但是也存在着催化剂催化效率低缺陷。1987年,日本旭化公司成功地开发出了一种新型催化剂———杂多酸催化剂,杂多酸是钼、钨和钒中至少一种氧化物与P、Si、As、G e、Ti、Ce等其它元素的含氧酸缩合而成的含氧酸的总称。这些含氧杂多酸是一类酸强度比浓硫酸还高的质子酸,具有易于制备、结构稳定、腐蚀性低、易溶于大多数有机溶剂的特点。杂多酸催化剂合成聚四氢呋喃工艺最大的优点是催化剂可以循环使用,腐蚀性小,工艺过程简单,反应只需一步,产品质量好。但还存在着催化剂用量大、单程转化率低、脱除催化剂需要消耗大量烃类溶剂等缺点,尽管如此,利用杂多酸催化剂进行THF开环聚合一步合成聚四氢呋喃聚醚多元醇研究还是十分活跃。

国内对制备PTM EG的研究起步较晚,河南省化学研究所、沈阳医药大学、北京大学、南开大学、中科院广州化学研究所、山西省化工研究所等都开展了研究工作。河南科学院化学研究所成功地研究出新型杂多酸催化体系,生产出可用于热塑性聚氨酯、浇注型聚氨酯和氨纶丝制品的高品质PTEM G,产品单程收率不小于70%,最终收率达到90%以上,并且催化剂可通过离心分离的方法加以回收,其回收率大于97%,可以重复使用。另有文献报道[29]用低浓度杂多酸引发THF聚合的研究,催化剂用量在018~1101g之间,链调节剂0105~0115mL,温度控制在0~5℃,聚合反应4~5h,制得PTM EG 产品分子量分布狭窄,规整性好,且产率较高。21213 聚合物聚醚多元醇

随着聚氨酯泡沫塑料应用领域的不断扩大,提高产品硬度以改善制品性能是一个重要方面。聚合物聚醚多元醇能有效地提高泡沫制品的硬度和压缩负荷性能,也使得聚氨酯泡沫体在高回弹和冷塑化方面得到更好的完善。聚合物聚醚多元醇是以普通或高活性聚醚多元醇为母体,或含不饱和键聚醚多元醇为母体,与乙烯基单体化合物进行一步共聚或者二步共聚反应而生成的。乙烯基单体主要有丙烯氰、苯乙烯、氯乙烯、丙烯酸酯系化合物等。单体在聚醚多元醇介质内本体聚合过程中,除了生成均聚物分散体之外,还由于聚合游离基的链转移而形成一定数量的接枝聚醚多元醇化合物。虽然接枝聚醚多元醇的浓度低,但它对分散体的稳定性和聚合物多元醇的加工性,以及最终聚氨酯制品的性能都起很大的作用。

20世纪70年代初,美国联合碳化物公司用5%~20%丙烯氰作乙烯基原料和分子量3000的聚醚多元醇反应生成早期的聚合物多元醇,但该聚合物多元醇粘度高,稳定性差。20世纪70年代中期,使用丙烯氰与苯乙烯共聚取代单一的丙烯氰均聚物,使得该聚合物聚醚多元醇性能得到极大的改善。20世纪80年代又开发出了另一类型的聚合物聚醚多元醇,将不饱和二羧酸如马来酸酐或烯丙基甘油醚与多元醇反应,生成含有双键的聚醚多元醇,然后再与苯乙烯聚合形成稳定的聚合物聚醚多元醇。

近年来,上海高桥石化对聚合物聚醚多元醇的研究走在国内前列,其开发的高活性、高固含量聚合物聚醚多元醇无论从工艺上还是产品质量上都已经达到了国际先进水平。该工艺采用连续法和独特的聚合物分散剂以及特定的加料方式生产出的GPOP -1445,具有固含量高、粘度低、残留单体少、颗粒均匀、产品质量稳定性好、工艺技术先进等特点,产品已得到国内外广大客户的一致好评,取得了良好的社会效益和经济效益。

21214 阻燃聚醚多元醇

多年来,国内外都对聚氨酯泡沫的阻燃性给予了极大的关注,开发阻燃聚醚多元醇成为研究热点。通常制备阻燃聚醚多元醇的方法是在普通聚醚多元醇的分子结构中引入阻燃元素,近年来结构型及含氮元素阻燃聚醚多元醇开发成为发展方向之一,专利报道不少。朱吕民[30]通过在高活性聚醚多元醇中,将三聚氰胺、氰基胍、甲醛单体分散或局部接枝到高活性聚醚多元醇结构中去,得到的多元醇所制得的聚氨酯氧指数≥28%,烟密度≤60%,回弹率≥60%。青岛科技大学[31]也发明了阻燃聚醚多元醇的专利,制备方法是:以甲醛、尿素、三聚氰胺、六次甲基四胺在分散剂的存在下,于高活性聚醚多元醇中,在65~98℃下反应015~4h,制得阻燃高活性

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化 工 技 术 与 开 发 第38卷

聚合物聚醚多元醇,由其合成的聚氨酯泡沫塑料具有较高的阻燃性,氧化指数可达28%。

213 生物基聚醚多元醇

发展生物基聚醚多元醇已成为研究热点[32],原因有三:(1)石化资源储量日益减少,石化产品价格持续上涨;(2)石油基聚氨酯材料稳定性高,在自然状态下难以分解;(3)由生物基聚醚多元醇合成的聚氨酯具有生物可降解性。因此,无论从行业可持续发展的角度,还是从环境保护角度,生物基聚醚多元醇的开发都具有重要意义。

合成生物基聚醚多元醇的原料很多,现已报道以廉价的植物油为原料合成生物基聚醚多元醇最为成功。卡吉尔(Cargill)公司采用不同的天然油类合成的聚醚多元醇已经用于汽车、家具和衬垫领域,该公司对生物基聚醚多元醇的开发最初用于硬泡和涂料,现在已用于软泡。陶氏化学公司也开发用于聚氨酯软泡产品的大豆基聚醚多元醇。巴斯夫于2006年开发出以31%蓖麻油为原料的聚醚多元醇并推向商业化[33]。杜邦公司已成功地开发出商品名为Cerenol的聚醚多元醇。国内以植物油为原料生产聚醚多元醇技术已实现工业化规模生产,装置产能达到万t级水平,产品已逐渐形成体系。北京化工大学率先开发出植物油基聚醚多元醇工业化生产技术,并且和山东莱州金田化工有限公司合作,在山东建成万t级生产装置,合成的植物油基聚醚多元醇可替代石油基聚醚多元醇,广泛用于聚氨酯保温材料、粘结剂、弹性体、塑料跑道等。另外,上海高维实业公司与上海中科合臣公司共同投资的万t级植物油聚醚多元醇装置已进入规模化生产阶段,产品已被广大聚氨酯用户接受,该产品已经用于冰箱保温、板材浇注、太阳能热水器及管道浇注,客户反应良好[34]。

3 展望

纵观聚醚多元醇的发展,国外利用高效双金属氰化物络合催化剂(DMC)已工业化生产,合成的聚醚多元醇质量高,在国际竞争中处于优势。国内聚醚多元醇的合成工艺基本上是采用传统的阴离子催化体系,制得聚醚产品质量差,在国际竞争中处于不利地位,因此国内聚醚生产企业应加快先进合成工艺的开发和引进。另外,要加强行业人才建设,加大科研力度,争取在高端产品及特殊用途聚醚多元醇方面有所作为。

目前,应用于聚醚合成并已经工业化的高效催化剂只有双金属氰化物催化剂(DMC),而催化剂在聚醚合成方面扮演最为重要角色,因此研究高效经济的催化剂将是聚醚行业研究的主要课题之一。

受石油资源不可再生的限制,利用可再生性资源开发具有可降解的生物基聚醚多元醇已经成为各国研究的热点。用于合成聚醚的生物质原料很多,今后应该拓宽用不同生物质原料合成聚醚多元醇的研究。

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Study Progress in Polyether Polyol

M U Chao 2shi 1

,HUA N G ke 2li n

2,4

,L I Ke 2xian 3,L U O S u 2j uan 2

,

L IU Y u 2hong 2,HUA N G S hang 2shun 2

,H E Y ao 2liang 2

,L I Wei 2guo

2

(1.Guangxi Science and Technology Information Research Institute ,Nanning 530022,China ;2.Guangxi Research

Institute of Chemical Industry ,Nanning 530001,China ;3.Guangxi Teachers Education University ,Nanning 530001,China ;4.Guangxi Xinjing Science &Technology Co.Ltd.,Nanning 530001,China )

Abstract :Polyether polyol was one of raw materials in polyurethane production.Began from the introduce of the synthesis process ,the synthesis of polyether polyol and the suggestions for future development ,were discussed.K ey w ords :polyether polyol ;catalyst ;polyurethane

(上接第7页)

Preparation and Characterization of N ano 2TiO 2Powder by Sol 2gel Method

M EN G Qian 2ji n ,L I Qiao 2li ng

(Department of Chemistry ,North University of China ,Taiyuan 030051,China )

Abstract :A new system was used to synthesize TiO 2powder.In this system ,tetrabutyl titanate was Applied as precursor ,hydrochloric acid as stabilizer and catalyst ,glacial acetic acid as inhibitor.In this process ,hydrochloric acid played an important role ,which shortened the reactant time.The prepared powder was studied on the TEM ,XRD.The influence factor for the samples was analyzed in this work.K ey w ords :sol 2gel method ;powder ;TiO 2

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1 化 工 技 术 与 开 发 第38卷

聚醚多元醇的羟值及羟值计算

聚醚多元醇的羟值及羟值计算 2007-03-03 15:39:07来源: 作者: 【大中小】浏览:401次评论:0条 羟值是聚醚多元醇(以下简称聚醚)的重要特性指标。它涉及聚醚中官能团的含量和聚醚的分子量,为聚醚生产、应用、开发部门所关注。在聚醚合成工业,还用羟值控制生产,所以如投料量,误差分析,产量估算等都离不开羟值。但是由于羟值的单位不够直观,防碍了人们,特别是初学者,深入的认识和理解羟值的含义,以致在有关计算中,往往抛开羟值本身的含义,重复地使用羟值与分子量的关系式,使本来简单的计算复杂化。这不仅增加了工作量,还容易出现计算错误,贻误工作。因此,深入了解有关羟值的概念,灵活运用它进行各类计算是必要的。 1 羟值的含义和单位 从羟值的名称上理解,羟值就是羟基的含量(或浓度)。指的是单位重量的样品中所含羟基的量。所用单位是mgKOH/g,其中的mgKOH是度量羟基的单位。这种单位不如克,升等单位直观,其中的mgKOH似乎与羟基毫无关系。那么1mgKOH 的羟基是多少?与摩尔什么关系?用单位重量的某一化学物质(如mgKOH)做为单位,通常用于表示某一化学基团或某一类化学物质(如酸性物质)的量。因为化学基团与一般的物质不同,不能够独立存在,因此有时在习惯上,或者是根据实际需要把某一基团按化学计量关系折算成含有这种基团的某一化学物质来表示。在聚醚合成及相关的部门,是把羟基折算成KOH表示。按OH与KOH的计量关系-1摩尔KOH中含有1摩尔OH,则1摩尔OH折算成一摩尔KOH,就等于是56.1克或者是56100mgKOH。反过来1mgKOH与1/56100摩尔的羟基相当。因此用mgKOH做为度量羟基的单位时,1mgKOH的羟基就是1/56100摩尔的羟基。可见,mgKOH是

聚醚多元醇的研究进展_慕朝师

基金项目:广西科学基金资助项目(桂科自0832194);广西培养新世纪学术和技术带头人专项资金资助项目(资金批准号: 2004224) 收稿日期:2009-06-01 综述与进展 聚醚多元醇的研究进展 慕朝师1,黄科林2,4,李克贤3,罗素娟2,刘宇宏2,黄尚顺2,何耀良2,李卫国2 (1.广西科技情报研究所,广西南宁 530022;2.广西化工研究院,广西南宁 530001;3.广西师范学院化学系,广西南宁 530001;4.广西新晶科技有限公司,广西南宁 530001) 摘 要:聚醚多元醇是生产聚氨酯原料之一,本文从聚醚多元醇合成工艺入手,重点从催化剂角度阐述了聚醚多元醇的合成,并对今后的发展提出建议。 关键词:聚醚多元醇;催化剂;聚氨酯 中图分类号:T Q 223.16 文献标识码:A 文章编号:1671-9905(2009)12-0013-06 聚醚多元醇是分子中含有醚键(R O R ), 端基为OH 基团的齐聚物。它是由含活泼氢的低分子化合物如(醇类、胺类)作起始剂,在催化剂作用下与含有环氧结构的化合物进行开环聚合反应而成的。聚醚多元醇是一种重要的化工原料,它的最大用途是合成聚氨酯(PU )树脂类产品,如聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯黏合剂、聚氨酯胶粘剂、聚氨酯弹性体等。此外,还可以用作非离子表面活性剂、润滑剂、液流体、热交换流体等。 用于合成聚醚多元醇的环氧化物包括氧化乙烯、氧化丙烯、四氢呋喃以及这些化合物的混合物。其中由氧化丙烯与含活泼氢的化合物聚合而成的聚醚多元醇在聚氨酯工业的发展中占有重要的地位。早期合成聚醚多元醇的聚合反应是在酸或者碱催化作用下进行的,常用的酸催化剂是质子酸(H 2SO 4、HCl 等)和路易斯酸(AlCl 3、BF 3等),碱性催化剂常用的是碱金属、碱(土)金属的氧化物、醇化物和氢氧化物[1]。后经不断探索,开发出多种催化剂,研究最多且已经工业化的当属双金属氰化物络合催化剂(DMC )。 聚醚多元醇的发展[2]是由20世纪30年代开始的,它最初应用于非离子表面活性剂领域。1939年,美国Scretle 和Wotter 合成出烷醇聚醚非离子表面活性剂。1940年又合成出烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂。1953年Du Pont 公司首次把聚醚多元醇应用于聚氨酯软泡,接着美国怀安多特化学公司于1954年提出以氧化丙烯—氧化乙烯嵌段共聚醚制备聚氨酯泡沫塑料,并于1957年将聚醚型 聚氨酯泡沫塑实现工业化。几十年来,聚醚多元醇发展迅速,产量逐年增多。世界聚醚多元醇生产装置规模较大,生产也较集中,主要掌握在几家大型跨国公司如巴斯夫、拜耳、陶氏化学和壳牌化学公司手中。2003年全球聚醚多元醇生产量为380万t ,2005年全球生产能力达到540万t ,2006年全球生产能力上升到610万t 。目前国内聚醚多元醇的生产企业有30多家,拥有万t 级生产装置的企业也有10多家,2005年聚醚多元醇产量增加到35万t ,2006年聚醚多元醇产能达到87万t [3]。 1 聚醚多元醇的合成工艺状况 为了满足聚醚多元醇在不同领域的需求,不断开发新的聚醚产品和研究新的生产工艺显得尤为重要。目前各生产商生产聚醚多元醇所采用的工艺各不相同,但归纳起来根据聚合反应所用催化体系不同,一般可分为3类: (1)阴离子催化合成工艺[4~5]。阴离子催化剂主要以碱金属、碱土金属的氢氧化物为主,包括KOH 、NaOH 、CsOH 、ROK 等。合成的聚醚多元醇中残存的碱金属或碱土金属离子会影响PU 的生产和制品性能,因此该工艺需要最大限度地脱去金属离子,在生产过程中能耗物耗较大,产生大量污水和废渣,造成污染,收率不理想。但该合成工艺成熟,催化生产的软泡、硬泡、高活性聚醚多元醇具有储存稳定性好、在聚组合聚醚中配伍稳定性好、对组合料发泡性能干扰小等优点,因此目前多数企业仍在使 第38卷 第12期2009年12月 化 工 技 术 与 开 发Technology &Development of Chemical Industry Vol .38 No .12 Dec .2009

聚醚多元醇的简单概述

聚醚多元醇的简单概述 聚醚多元醇(简称聚醚)是由起始剂(含活性氢基团的化合物如乙二醇、丙三醇、季戊四醇、乙二胺等)与环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)等在催化剂存在下经加聚反应制得。一般常温下为液体,凝固点较低,低温流动性很好。低毒或无毒,部分品种可用于医用或食品行业。可燃,但非易燃易爆品。是聚氨酯工业的基础原料之一。 按照用途来区分,一般分为: 1、软泡聚醚,一般为聚氧化丙烯二醇或三醇,以丙二醇或二乙二醇为起始剂,环氧丙烷开环聚合而成,用量最大的有: 聚醚210,分子量1000,2官能度,丙二醇起始剂, 聚醚220,分子量2000,2官能度,丙二醇起始剂 聚醚330,分子量3000,3官能度,甘油起始剂 以上三种聚醚在聚氨酯软泡行业用量很大,也可以用于聚氨酯胶黏剂和弹性体的生产中。 2、硬泡聚醚,一般为聚氧化丙烯四醇或者六醇,以季戊四醇、乙二胺、蔗糖、山梨醇等为起始剂,官能度较高,反应活性比软泡聚醚高很多,用量较大的品种有: 聚醚403,分子量300,乙二胺起始剂,4官能度, 聚醚4110,蔗糖起始剂, 聚醚635,山梨醇起始剂, 聚氨酯硬泡大量使用于家电保温、建筑外墙保温、大型冷库建设等,用量很大,但上海静安大火让大家对聚氨酯硬泡阻燃性的要求大大提高。这类聚醚生产相对简单,国内市场鱼龙混杂,市场价格比软泡聚醚稍低。 软泡和硬泡聚醚的国内生产厂家相对集中,因其主要材料环氧丙烷和环氧乙烷的主要来自山东和进口货源。主要生产商:上海高桥石化、南京钟山石化、山东东大、山东德信联邦、天津三石化、抚顺佳化、中海壳牌、南京锦湖等。 3、特种聚醚 3.1 接枝聚醚,聚合物多元醇,POP

聚醚多元醇市场及工艺简介补充-2008

聚醚多元醇 一、聚醚多元醇简介 聚醚多元醇(Polyether Polyol)主要用于聚氨酯高分子材料领域,如聚氨酯软泡、聚氨酯硬泡及涂料、胶粘剂、密封胶、弹性体(CASE)的生产,也可用作泡沫稳定剂、消泡剂、破乳剂等表面活性剂的原料。聚醚多元醇按照制备工艺不同一般可以分为用多元醇或有机胺与环氧丙烷聚合反应得到的聚氧化丙烯多元醇(PPG)、以聚合物与多元醇接枝聚合反应制得的接枝聚醚多元醇(POP)、以四氢呋喃二醇聚合成的聚四亚甲基醚二醇(PTMEG),以及与环氧乙烷聚合所得的聚氧化乙烯多元醇(PEG),其中以PPG用途最广。由此可见,聚醚多元醇主要采用了石油工业的下游产品为原料,如环氧丙烷、甘油,资源供应和成本问题都日益严重,于是,人们开始采用可再生的天然油类作原料,如亚麻油、菜籽油、大豆油和蓖麻油等,替代化石资源来生产聚醚多元醇,即植物油聚醚多元醇。 植物油聚醚多元醇的生产在国外已大体成熟,在国内也已经有了工业生产的例子(如上海高维和中科合臣投资的万吨装置),目前的问题主要是聚醚泡沫收缩、添加量少和酸值较高,多用于软泡PU,可能的方向是组合料或表面活性剂改性。价格上稍有优势,因此,随着不可再生资源价格的提高,该项技术或能得到大的发展。 聚醚多元醇的主要应用领域是聚氨酯高分子材料,其消耗量占聚醚多元醇总量80%左右。主要用于生产聚氨酯软泡、聚氨酯硬泡及涂料、胶粘剂、密封胶、弹性体(CASE)制品。此外,聚醚多元醇也用于生产泡沫稳定剂、造纸工业消泡剂、原油破乳剂、高效低泡洗涤剂、润滑剂、淬火剂、乳胶发泡剂、橡胶润滑剂及表面活性剂等。 聚醚多元醇一般可分为四大类: 其一是聚氧化丙烯多元醇( PPG),它以多元醇或有机胺为起始剂,与环氧丙烷聚合反应或与环氧丙烷、环氧乙烷共聚反应而得,是目前国内聚醚多元醇的主要产品系列,也是在聚氨酯生产中主要使用的产品系列。

聚醚多元醇

聚氨酯硬泡的原料 用于硬质聚氨酯泡沫塑料制造的原料有聚醚多元醇(及聚酯多元醇)、多异氰酸酯等主要原料,以及发泡剂、催化剂、泡沫稳定剂、抗氧剂等助剂。在合成聚氨酯泡沫塑料所采用的配方中有关原料的作用如下: 原料名称主要作用 聚醚、聚酯或其它多元醇主反应原料 多异氰酸酯(如粗MDI 等)主反应原料 水链增长剂,化学发泡剂(产生CO2) 物理发泡剂(如HCFC-141b、戊烷等) 气化后作为气泡的来源,并可移去反应热 交联剂提高泡沫的机械性能 催化剂催化发泡及凝胶反应 泡沫稳定剂使泡沫稳定,并控制泡孔的大小和结构 抗氧剂提高抗热、氧老化,湿老化性能阻燃剂使泡沫塑料具有阻燃性 颜料提供各种色泽 各种泡沫生产工艺的开发,以及近十年来CFC替代技术等,每一步技术发展,都依赖于聚醚多元醇、异氰酸酯体系及助剂新品种的开发。多种CFC替代发泡技术,每一种发泡体系对原料及助剂的要求不同。 聚氨酯泡沫塑料作为聚氨酯制品一大门类,原料品种多,范围广,下面对泡沫体系用的多元醇、异氰酸酯及助剂品种,特别是新型原料等作一介绍。 4.1 多元醇 聚醚多元醇是聚氨酯泡沫塑料业用量最大的多元醇原料,聚异氰脲酸酯硬泡也采用聚酯多元醇作为原料。聚氨酯发展初期,所用的有机多元醇主要是以煤化学为基础的聚酯多元醇及农副产品蓖麻油为基础的多元醇化合物,石油化工的发展提供了大量的氧化烯烃,为聚醚多元醇的开发奠定了基础,聚醚多元醇价格比聚酯多元醇低得多,泡沫性能好,在聚氨酯泡沫用多元醇中占主导地位。 聚醚的原料来源丰富,常规硬泡用聚醚多元醇的价格低廉,聚醚型聚氨酯耐水解性能好。聚酯多元醇的优点是泡沫体强度大、粘接性好,延长率高,耐油性好,缺点是耐水解性能不及聚醚型泡沫。 4.1.1 聚醚多元醇 4.1.1.1 聚醚多元醇的起始剂及聚醚种类 通用聚醚多元醇的工业化生产一般以负离子催化开环聚合为主。通常以氢氧化钾(或氢氧化钠)或二甲胺为催化剂,以甘油或蔗糖等小分子多元醇或其它含活泼氢化合物如胺、醇胺为起始剂,以氧化丙烯(环氧丙烷,简称PO)或者氧化丙烯和氧化乙烯(环氧乙烷,简称EO)的混合物为单体,在一定的温度及压力下进行开环聚合,得到粗聚醚,再经过中和、精制等步骤,得到聚醚成品。 聚醚在生产后应立即加入抗氧剂,不加保护的聚醚会逐渐被氧化而生成过氧化物。在大块泡沫塑料的生产中过氧化物会引发泡沫熟化前期的热降解,造成泡沫烧芯甚至自燃。广泛使用的抗氧剂是空间位阻酚,例如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。还常加微量吩噻嗪,后者与空间位阻酚有协同效应,可抑制泡沫生产过程的高温氧化。环氧丙烷进行开环聚合制得的聚醚多元醇的端羟基基本上是仲羟基。在PO 开环聚合中引入EO 链段,可提高聚醚多元醇的亲水性及其与水、多异氰酸酯的混溶性。

聚醚多元醇PPGPOP市场分析

第一章总论 概述 项目名称 年产30万吨聚醚物多元醇(PPG)项目,年产10万吨聚合物多元醇(POP)项目。 研究结论 综合结论 该项目具有较好的经济效益,财务净现值(NPV)(全部投资,税前)为3205万元,全投资内部收益率所得税前为33.8%,所得税后为24.1%。投资回收期为4.02年。 盈亏平衡点43.38%,具有较好的抗风险能力。(经济指标可行说明) 该项目具有较好的经济效益,投资利润率20.69%,全投资内部收益率税前和税后分别为24.48%和18.73%,借款偿还期为5.72年(含建设期)。 具有较好的抗风险能力,盈亏平衡点为52.55%,在产品和原料的价格增加或减少10%时,仍有较好的经济效益。 存在的问题和建议 改变思想、抓住机遇,占领市场,这需要我们借鉴经验,大胆改革,尽快形成优势,认真研究聚醚市场如何形成突破,从市场、技术等方面进行探索,确定合理稳定的产品结构。 建议组建PU研究小组,与下游企业建立直接联系,了解用户的生产习惯,生产用户所需的牌号,并且在下游用户生产出现问题的时,及时协调解决,该小组还要负责产品的质量,保证产品的性能保持在稳定的期望值内,同时负责新牌号、热门品种的研发和推广。

表1-1 主要技术经济指标

第二章行业分析 2.1.概述 聚醚多元醇(以下简称PPG)和聚合物多元醇(以下简称POP)是聚氨酯(以下简称PU)工业的重要原料,聚氨酯制品具有优良的物理机械性能,在汽车、火车、家具、家电、建筑、等领域广泛应用,是目前仅次于PE、PVC、PP、PS而位居合成树脂消费和生产量的第五位。 2.2.聚醚物多元醇 简介 聚醚多元醇是由起始剂(含活性氢基团的化合物)与环氧丙烷(PO)或环氧丙烷(PO)、环氧乙烷(EO)等在催化剂存在下经加聚反应制得。聚醚产量最大者为以甘油作起始剂和环氧化物(一般是PO与EO并用),通过改变PO和EO的加料方式、加量比、加料次序等条件,生产出各种通用的聚醚多元醇。 产品种类 聚醚多元醇的品种很多,依据不同,则分类不同。一般,聚醚多元醇的命名以主链上羟基数与单元链节性质相结合的命名较为合理。产品详细种类及用途见表1。 表2-1 聚醚多元醇的种类和用途

聚醚多元醇分类及下游发展

聚醚多元醇是分子中含有醚键(-R-O-R-),端基为OH基团的齐聚物。它是由含活泼氢的低分子化合物如(醇类鲁廷)作起始剂,在催化剂作用下与含有环氧结构的化合物进行开环聚合反应而成的。聚醚多元醇是一种重要的化工原料,它的最大用途是合成聚氨酯(PU)树脂类产品,如聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯黏合剂、聚氨酯胶牯剂、聚氨酯弹性体等。此外,还可以作为非离子表面活性剂、润滑剂、液流体、热交换流体等。 聚醚多元醇是生产聚氨醋户制品的主要原料。聚醚多元醇可归纳为两种类型一种是以多元醇或有机胺为起始剂与环氧丙烷(PO)(或环氧丙烷和环氧乙烷)的聚合物, 通称为PPG (聚醚多元醇),这种产品在PU中用量最大另一种是聚合物多元醇, 它以PPG为基础, 然后用乙烯基单体, 如丙烯睛(AN)或和苯乙烯(SN)等在多元醇中经本体聚合反应而制得, 称为POP(聚合物聚醚多元醇), POP不单独使用, 而与PPG配合使用, 可明显改善软质聚氨酯泡沫的硬度,提高其承载性,主要用于制造高承载聚氨酯泡沫。 按照用途分,聚醚多元醇可分为硬泡,软泡,CASE,POP和特征聚醚。 1.聚氨酯硬泡:由聚合MDI和硬泡PPG合成。 硬质聚氨酯泡沫塑料,简称聚氨酯硬泡,它在聚氨酯制品中的用量仅次于聚氨酯软泡。聚氨酯硬泡多为闭孔结构,具有绝热效果好、重量轻、比强度大、施工方便等优良特性,同时还具有隔音、防震、电绝缘、耐热、耐寒、耐溶剂等特点,广泛用于冰箱、冰柜的箱体绝热层、冷库、冷藏车等绝热材料,建筑物、储罐及管道保温材料,少量用于非绝热场合,如仿木材、包装材料等。一般而言,较低密度的聚氨酯硬泡主要用作隔热(保温)材料,较高密度的聚氨酯硬泡可用作结构材料(仿木材)。

通用聚醚多元醇介绍

用于聚氨酯泡沫塑料的通用聚醚多元醇,其性能、用途各不相同,分述如下: 1.聚醚二醇 凡含二个活泼氢的化合物,如乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、二缩乙二醇、水等均可 作为聚氧化丙烯二醇的聚合起始剂。多以1,2-丙二醇为起始剂。随丙二醇对氧化丙烯摩尔比 的增大,所合成的聚醚相对分子质量降低,羟值增大。 聚醚二醇主要应用于制备聚氨酯软泡、弹性体、胶粘剂、纤维、合成革等。由于二羟基 聚醚与二异氰酸酯反应生成线型直链聚氨酯,所以起到增加泡沫柔软程度、延长拉伸性能的作用。聚醚的相对分子质量越大,制品的柔软度、伸长率也越高。 2.聚醚三醇 聚醚三醇一般以甘油(丙三醇)、三羟甲基丙烷等为起始剂而生产,是聚氨酯软泡、半硬 泡和硬泡的基础原料,聚氨酯软泡和硬泡对聚醚的相对分子质量或羟值要求不同。软泡要求聚醚的相对分子质量为3000 左右,即羟值约56mgKOH/g;硬泡要求聚醚相对分子质量在300~400 范围内,羟值约450~550 mgKOH/g。 — 49— 不同性能与用途的聚氨酯泡沫塑料对聚醚多元醇有不同的要求。用于软泡的聚醚多元醇 一般是长链、低官能度聚醚。软泡配方中聚醚多元醇官能度一般为2~3,平均相对分子质量在2000~6500之间。在软泡中用得最多的是聚醚三醇,一般以甘油(丙三醇)为起始剂,由1, 2-环氧丙烷开环聚合或与环氧乙烷共聚而得到,相对分子质量一般在3000~7000。聚醚二醇 主要作为辅助聚醚,与聚醚三醇在软泡配方中混合使用。 用于硬泡配方的一般是高官能度、高羟值聚醚多元醇,如此才能产生足够的交联度和刚 硬性。硬泡聚醚多元醇的羟值一般为350~650 mgKOH/g,平均官能度通常在3以上。一般 的硬泡配方多以2种聚醚混合使用,平均羟值在400 mgKOH/g左右。以甘油为起始剂的聚醚 多元醇,相对来说官能度较低,形成交联网络的速度比高官能度聚醚多元醇慢,使得硬泡发泡物料具有较好的流动性。 3.聚醚四醇 由于所采用起始剂种类的不同,聚氧化丙烯四醇(四羟基聚醚)通常有乙二胺基聚醚多元 醇和季戊四醇基聚醚多元醇两类。以乙二胺为起始剂,氧化丙烯开环聚合所制得的四羟基聚醚俗称“ 胺醚” 。这种含氮聚醚多元醇具有一定的叔胺碱性和多羟基性,因此能加快与异氰 酸酯的反应速度,多应用于硬泡现场喷涂配方中,作为具有催化作用的多元醇原料。 由于季戊四醇是结晶体,与氧化丙烯互溶性差,所以聚合初期的反应诱导期较甘油作起 始剂的长。季戊四醇基聚醚多元醇主要应用于一般硬泡配方中,由于季戊四醇聚醚比三羟基聚醚官能度大,所以相应制得的硬泡耐热性与尺寸稳定性较好。 4.五羟基聚醚 五羟基聚氧化丙烯醚也有二种,一种是以二亚乙基三胺(二乙烯三胺)为起始剂,与氧化 丙烯聚合生成五羟基含氮聚醚,具有自催化作用;另一种是以含五个羟基的木糖醇为起始剂,经催化与氧化丙烯聚合,生成五羟基聚醚。这二种聚醚均适用于硬质聚氨酯泡沫塑料。由于五羟基聚醚的粘度大,实际生产中,一般把五官能度起始剂与低官能度起始剂混合,制备官能度在3~ 5 之间的聚醚多元醇。 二乙烯三胺基聚醚多元醇结构中具有叔胺,所以可用于硬泡、半硬泡的具催化作用的交 联剂,与三羟基或四羟基等低官能度聚醚混合使用,可制得尺寸稳定、压缩强度较高的硬泡,

多元醇简介

聚氨酯胶黏剂的耐蚀性,.特别是耐碱性和耐水解性。由以上几种二元醇合成的聚氨酯树脂柔韧性太大,一般不单独使用,而是和相应的其他二元醇混合使用,甲基丙二醇为匀称分子结梅,是新戊二醇、l,6-已二甲酯等的最佳代用品,却比新戊二醇与l,6-已二醇便宜。 生产聚氨酯胶黏剂用的聚酯多元醇的主要原料是多元醇与二元羧酸。 (1)多元醇多元醇通常为乙二醇(EG)1,2一丙二醇(11.,2- PG)、1,4_丁l二.醇(BDO>、1,67己:二:醇(.HD)、新戊二醇 (NPG)、二缩二乙二醇’(EG·)、一缩二丙二醇(I)PG)、三羟甲基丙烷(TMP)和甘油等。 结构对称性的乙二醇如1,4一丁二醇制成的聚氨酯胶黏剂有明显的结晶性,为得到的聚氨酯树脂为非结晶性,常采用1,2-丙二醇与乙二醇混合使用。一缩二乙二醇(二甘醇)可改进胶黏剂的柔韧性, 二丙二醇也可改性聚氨酯胶黏剂的柔韧性和耐蚀性。新戊二醇.可改性聚氨酯胶黏剂的耐蚀性,.特别是耐碱性和耐水解性。由以上几种二元醇合成的聚氨酯树脂柔韧性太大,一般不单独使用,而是和相应的其他二元醇混合使用,甲基

丙二醇为匀称分子结梅,是新戊二醇、l,6-已二甲酯等的最佳代用品,却比新戊二醇与l,6-已二醇便宜。 多元醇型非离子表面活性剂 多元醇型非离子表面活性剂是指由含有多个羟基的多元醇与脂肪酸进行酯化而生成的酯类;此外,还包括由带有-NH2或-NH基的氨基醇,以及带有-CH0基的糖类与脂肪酸或酯进行反应制得的非离子表面活性剂。由于它们在性质上很相似,故统称之为多元醇型非离子表面活性剂。这类表面活性剂具有良好的乳化性能和对皮肤的滋润性能,故常用于化妆品和纤维油剂的生产中。 聚酯多元醇 聚酯多元醇,有机物,通常是由有机二元羧酸(酸酐或酯)与多元醇(包括二醇)缩合(或酯交换)或由内酯与多元醇聚合而成。二元酸有苯二甲酸或苯二甲酸酐或其酯、己二酸、卤代苯二甲酸等。多元醇有乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇等。不同品种的聚酯多元醇由于种类不同或制备工艺不一样,性质也不一样,对于聚酯多元醇比较重要的几个指标是羟值、酸值、水分、粘度、分子量、密度以及色度等。聚酯多元醇的特性及用途:聚酯型聚氨酯因分子内含有较多的酯基、氨基等极性基团,内聚强度和附着力强,具有较高的强度、耐磨性。 聚醚多元醇 聚醚多元醇(简称聚醚)是由起始剂(含活性氢基团的化合物)与环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)等在催化剂存在下经加聚反应制得。聚醚产量最大者为以甘油(丙三醇)作起始剂和环氧化物(一般是PO与EO并用),通过改变PO和EO的加料方式(混合加或分开加)、加量比、加料次序等条件,生产出各种通用的聚醚多元醇。 主要特性 聚醚多元醇[1]是端羟基的低聚物,主链上的羟基由醚键连接,是以低分子量多元醇、多元胺或含活泼氢的化合物为起始剂,-与氧化烯烃在催化剂作用下开环聚合而成。氧化烯烃主要是氧化丙烯(环氧丙烷),氧化乙烯(环氧乙烷),其中以环氧丙烷最为重要。多元醇起始剂有丙二醇、乙二醇等二元醇,甘油三羟甲基丙烷等三元醇及季戊、四醇、木糖醇、山梨醇、蔗糖等多元醇;胺类起始剂为二乙胺、二乙烯三胺等。 聚醚一般常用分子量为、800~‘2000的丙二醇聚醚、分子量为400~

聚醚多元醇PPGPOP技术介绍

第四章生产规模及产品方案 用途主要 软泡:海绵;弹性体胶棒防水跑道 1000D用作防水底板,地板材料,密封胶,粘合剂, DG330N与POP混用,汽车摩托车自行车坐垫,仪表盘扶手方向盘 DG4110(硬泡)冰箱冰柜保温,夹心板材,管道保温,墙体保温 DG5631K 大型块状泡沫,对助剂,发泡剂宽容度高, N45 高回弹泡沫,块状泡沫,汽车坐垫靠背,家具,床垫 C45 本类产品用于制造高硬度块状泡沫,热模塑高回弹泡沫,能与普通聚醚共用,可增加泡沫制品的承载能力,并可增加泡沫的开孔性 DG2000D 聚氨酯涂料,弹性体,粘合剂和密封剂等,其制品有更好的物理机械性能 DG3050D 软质泡沫,涂料,弹性体,粘合剂和密封剂 聚醚多元醇的主要应用领域是聚氨酯高分子材料,其消耗量占聚醚多元醇总量80%左右。主要用于生产聚氨酯软泡、聚氨酯硬泡及涂料、胶粘剂、密封胶、弹性体(CASE)制品。此外,聚醚多元醇也用于生产泡沫稳定剂、造纸工业消泡剂、原油破乳剂、高效低泡洗涤剂、润滑剂、淬火剂、乳胶发泡剂、橡胶润滑剂及表面活性剂等。 聚醚多元醇(简称PPG)成品根据用途可以分为以下六种:1、普通块状软泡15万吨,即DG-5631K;2、普通弹性体塑模软泡5万吨,即DG-330N;3、高回弹体软泡,包括DG-1000D、DG-2000D、DG-3050D;4、用于POP生产的中间体PPG,包括DG-551C、DG-331 5万吨; 5、普通硬泡,即DG-4110 A。 一.生产规模 第五章工艺技术方案 5.1 聚醚多元醇生产工艺 聚醚多元醇的发展是由20世纪30年代开始的,它最初应用于非离子表面活性剂领域。1939年,美国Scretle和Wotter合成出烷醇聚醚非离子表面活性剂。1940年又合成出烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂。1953年Du Pont公司首次把聚醚多元醇应用于聚氨酯软泡,接着美国怀安多特化学公司于1954年提出以氧化丙烯一氧化乙烯嵌段共聚醚制备聚氨酯泡沫塑料,并于1957年将聚醚型聚氨酯泡沫塑实现工业化。 几十年来,聚醚多元醇发展迅速,生产装置规模较大,生产也较集中,主要掌握在几家大型跨国公司如巴斯夫、拜耳、陶氏化学和壳牌化学公司手中,这些大公司的产能占全球聚醚多元醇生产能力的60%以上。

聚醚多元醇分类

聚醚多元醇分类 聚醚, 多元醇, 分类聚醚, 多元醇, 分类 聚醚多元醇 聚醚多元醇分子结构中,醚键内聚能较低,并易于旋转,故由它制备的聚氨酯材料低温柔顺性能好,耐水解性能优良,虽然机械性能不如聚酯型聚氨酯,但原料体系黏度低,易与 异氰酸酯、助剂等组分互溶,加工性能优良。 (1)聚氧化丙烯多元醇 应用:用于制造软质、硬质和半硬质聚氨酯泡沫塑料。部分聚醚用于合成PU防水涂料、弹性PU塑胶跑道、PU弹性体、PU涂料、PU胶粘剂、PU密封胶。 软泡用:长链、低官能度聚醚。官能度一般2-3,平均相对分子质量2000-6500。软泡中用 得最多的是聚醚三醇,以甘油为起始剂。 硬泡用:高官能度、高羟值,如此才能产生足够的交联度和刚性。羟值一般为 350-650mgKOH/g,平均官能度在3以上。甘油、胺类、芳香族二胺都可作为起始剂,但基于价格因素,通用的硬泡聚醚多元醇大多是以蔗糖及其共混合物为起始剂。 半硬泡配方一般使用部分高分子量软泡聚醚特别是高活性聚醚多元醇和部分高官能度低分 子量的硬泡聚醚。 CASE用:相对分子质量在1000-3000范围的聚醚二醇和聚醚三醇,另外,密封胶还采用高分子量聚醚三醇,涂料还采用分子量在数百的聚醚多元醇。 生产厂商:天津第三石油化工厂、上海高桥石油化工公司、南京钟山化工有限公司、山东东大化工集团、锦化化工集团公司、南京红宝丽股份有限公司、国都公司、Bayer、BASF、Dow、日本三井、Shell、美国Arch化学品公司、韩国SKC株式会社、韩国多元醇公司 (2)聚合物多元醇 应用:在模塑泡沫剂块状软泡中经常使用。常见的聚合物多元醇是由以通用聚醚多元醇(通用软泡聚醚三醇、高活性聚醚)为基础,家丙烯腈、苯乙烯(或甲基丙烯酸甲酯等乙烯基单体)及引发剂偶氮二异丁腈,在氮气保护下进行自由基接枝聚合而成。聚合物多元醇主要用于制造高承聚载氨酯泡沫。用于冷热化高回弹泡沫。 生产厂商:天津第三石油化工厂、高桥石化公司化工三厂、金陵石化化工二厂、南通馨源海绵公司、浙江德丰聚氨酯公司、张家港市飞航化工有限公司、顺德星洲合成材料有限公司、绍兴恒丰聚氨酯实业有限公司、上海春晖泡棉有限公司、江苏镇江市东吕石油化工厂。 Bayer、BASF、Dow、Shell、韩国SKC、韩国多元醇公司。 (3)聚四氢呋喃及其共聚醚多元醇 聚四氢呋喃是一种特殊的聚醚多元醇,大量工业化应用的产品主要是聚四氢呋喃二醇,广泛用于高性能耐水PU弹性体。少量四氢呋喃与环氧丙烷或环氧乙烷的共聚醚用于特殊PU 弹性体。 聚四氢呋喃二醇PTMEG

聚醚多元醇用途

硬泡用聚醚多元醇用途 日期:2011-1-14 出处:本站自创作者:佚名点击数:1332 目于硬泡配方的一般是高官能度、高羟值聚醚多元醇,如此才能产生足够的交联度和刚性。硬泡聚醚多元醇的羟值一般为350~650mgKOH/g,平均官能度在3以上。一般的硬泡配方多以2种聚醚混合使用,平均羟值在400mgKOH/g 左右。 以甘油为起始剂的聚醚多元醇相对来说官能度较低,形成交联网络的速度比高官能度聚醚多元醇慢,一般使得硬泡发泡物料具有较好的流动性。以胺类化合物为起始剂的聚醚多元醇具有自催化作用,与多异氰酸酯的反应活性较高,可减少胺催化剂的用量。以芳香族二胺类化合物为起始剂的聚醚多元醇,发泡后期固化较快,生成的泡沫塑料强度高、热导率小。起始剂的价格对聚醚多元醇生产成本影响较大。基于价格因素,通用的硬泡聚醚多元醇大多是以蔗糖及其混合物为起始剂。 半硬泡配方一般使用部分高分子量软泡聚醚特别是高活性聚醚多元醇和部分高官能度低分子量的硬泡聚 目于软泡的聚醚多元醇一般是长链、低官能度聚醚。软泡配方中聚醚多元醇官能度一般为2~3,平均相对分子质量在2000~6500 之间。在软泡中用得最多的是聚醚三醇,一般以甘油(丙三醇)为起 始剂,由1.2-环氧丙烷开环聚合或与少量环氧乙烷共而得到,相对 分子质量一般在3000~7000。聚醚二醇可作为辅助原料,与聚醚三 醇在软泡配方中混合使用。 早期用量最大的软泡聚醚是相对分子质量为3000左右的聚氧化丙烯三醇。这类聚醚的端羟基主要是反应活性较低的仲羟基。后来 基本上已采用PO和EO共聚醚。相对分子质量为3000、3500、含 少量氧化乙烯链节及伯羟基的聚醚用于普通热熟化软泡;相对分子 质量在5000~6500、伯羟基含量高(摩尔分数70%以上)的聚醚,俗 称“高活性聚醚”,主要用于高回弹软泡,也叫用丁干硬泡等泡沫制 品。这类聚醚与水和异氰酸醋的混溶性较好,反应陌。土适宜,泡

HSQB-JB56.16-2011 聚醚多元醇技术规范

合肥荣事达三洋电器股份有限公司 企业标准 HSQB-JB56.16-2011 聚醚多元醇技术规范 2011-10-10发布 2011-10-15实施合肥荣事达三洋电器股份有限公司

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合肥荣事达三洋电器股份有限公司企业标准 HSQB-JB56.16-2011 聚醚多元醇技规范 1 范围 本标准规定了冰箱产品聚醚多元醇、组合聚醚多元醇的技术规范、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存等要求。 本标准适用于冰箱产品中以组合聚醚多元醇和多异氰酸酯为主要原料浇注生产的硬质聚氨酯泡沫塑料。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB/T 601 化学试剂标准滴定溶液的制备 GB/T 622 化学试剂盐酸 GB/T 629 化学试剂氢氧化钠 GB/T 689 化学试剂吡啶 GB/T 6678 化工产品采样总则 GB/T 6680 液体化工产品采样通则 GB/T 12008.4 聚醚多元醇中钠和钾测定方法 GB/T 12008.6 聚醚多元醇中水分含量测定方法 GB 12463 危险货物运输包装通用技术条件 3 术语和定义 以下术语和定义适用于本标准。 组合聚醚多元醇 在聚醚多元醇中添加各种催化剂、添加剂以及其它助剂搅拌而成的混合物。可用于生产冰箱、冷柜等产品的聚氨酯泡沫绝热层,是硬质聚氨酯发泡反应中的主原料之一。 4 技术要求 4.1 性状 聚醚多元醇在常温下应为无色到棕黄色透明或微呈浑浊的无机械杂质粘稠液体,无沉淀物,不挥发、毒性有限。 聚醚多元醇中主要成分的含量和参数指标由于各原料供应商的配方存在一定的差异,按本标准规定的测试方法的试验结果必须与原料供应商对应牌号的聚醚多元醇的指标相同。 4.2 组合聚醚多元醇各项性能指标应符合表1要求。 表1 组合聚醚多元醇技术要求

聚醚多元醇 (1)

聚醚多元醇是什么?聚醚多元醇的用途有哪些?聚醚多元醇市场价格是多少?许多人对聚醚多元醇方面的信息都不了解,广州文龙化工作为多年研究生产聚醚多元醇的专家,在这里为大家简单介绍一下聚醚多元醇的特性、用途、价格。让大家对聚醚多元醇有一个系统全面的了解。 聚醚多元醇的概念及产生 聚醚多元醇一般为透明粘稠液体,无挥发性,颜色为无色,微黄色,黄色等等。聚醚多元醇比水重,可与水任意比例混合,能溶于醇类等有机溶剂。聚醚多元醇(简称聚醚)是由起始剂(含活性氢基团的化合物)与环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)等在催化剂存在下经加聚反应制得。 聚醚的安全 1、除了添加在食品等物以外,几乎无毒性,没有对皮肤的刺激性,即使直接进入眼睛也是肥皂程度的刺激,对角膜无损伤。 2、在使用上的注意事项 (1)因有吸湿性,不要与空气直接接触。 (2)避免明火,应避免在空气中长时间加热,特别是聚醚多元醇渗透的保温材料、衣类等往往会自然起火,要加以注意。 (3)粘附于皮肤时,用大量的水来清洗,进入眼睛时用水洗眼15分钟以上。 (4)溢出时,用锯屑、黄砂、布等渗透性物质除去后,用大量的水冲去。 3、灭火,用泡沫、粉末、二氧化碳、水喷雾、大量的水等 聚醚多元醇的作用 (1)作低泡沫洗涤剂或消泡剂 (2)聚醚毒性很低,常用作药物赋形剂和乳化剂;在口腔、鼻喷雾剂、眼、耳滴剂和洗发剂中都经常使用。 (3)聚醚是有效的润湿剂,可用于织物的染色、照相显影和电渡的酸性裕中,在糖厂使用F68,由于水的渗透性增加,可获得更多的糖分。 (4)聚醚是有用的抗静电剂,L44可对合成纤维提供持久的静电防护作用。 (5)聚醚在乳状液涂料中作分散剂。F68在醋酸乙烯乳液聚合时作乳化剂。L62、L64可作农药乳化剂,在金属切削和磨削中作冷却剂和润滑剂。在橡胶硫化时作润滑剂。 (6)聚醚可用作原油破乳剂,L64、F68能有效地防止输油管道中硬垢的形成,以及用于次级油的回收。 (7)聚醚可用作造纸助剂,F68能有效地提高铜版纸的质量。 (8)F38可用作乳化剂、润湿剂、消泡剂、破乳剂、分散剂、抗静电剂、除尘剂、粘度调节剂、控泡剂、匀染剂、胶凝剂等,用于生产农用化学药品、化妆品、药品;还用于金属加工净洗、纸浆和造纸工业、纺织品加工(纺织、整理、染色、柔软整理)、水质处理;也用作漂清助剂。

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