聚醚多元醇

硬泡聚氨酯的用途
• 家电中的应用：冰箱、冰柜、厨具、电热 水器及太阳能热水器、冷藏箱、集装箱等 • 建筑中的应用：保温隔热层、防水材料、 建筑用板材、仿木类装饰材料等
• 其他行业石油化工业应用：汽车行业、造 船行业、航空航天、电子仪表行业等多行 业中的结构材料和绝热材料。
• 黑料种类：
–TDI 甲苯二异氰酸酯 –MDI 联苯甲烷二异氰酸酯 –PAPI 多亚甲基多苯基多异氰酸酯
新入职员工培训 ——聚醚多元醇部分
聚氨酯的定义
• 聚氨酯(PU)是含有氨酯基团的聚合物的总称。 氨酯基团由异氰酸酯基与氢氧基等含有活 性氢的化合物进行化合反应后形成。
黑料
白料（组合料）
聚氨酯
硬泡聚氨酯的发展和用途
PU硬泡早在二次世界大战之前，由德国科学家拜 耳与其同事们试制成功，应用于航空机翼填充等。 当初是以聚酯多元醇与二异氰酸酯反应合成的，这 种聚酯多元醇酸值高（近30mgKOH/g），而粘度大 （约1000Pa.s/25℃）,使用很困难，加上起泡反应是 借助聚酯中羧基与异氰酸酯在高温（约125℃）反应 放出二氧化碳，因此，严重的影响硬泡的发展。 在20世纪50年代，随着低粘度聚醚多元醇，低毒 性的多异氰酸酯（PAPI等）以及CFC-11等助剂的开 发和硬泡成型工艺技术方面出现，现场喷涂发泡、 无空气喷涂和沫状发泡技术等新工艺，为聚氨酯硬 泡的发展奠定了技术与物质基础。
• 目前我公司采用的是分批和连续结合的方 式，前期加料由于引发困难，采用类似于 分批加料的方式，反应开始后采用连续加 料的方式，这样不但利于前期控制，也有 利于最终产品质量。
• 精制工序：
中和： 加水创造中和环境，用酸（磷酸、草酸等）中和反应 阶段的催化剂——影响成盐效果，去除催化剂的程度 吸附： 用活性白土或硅酸盐类吸附剂进行吸附、脱色——影响 压滤效果 脱水结晶： 利用脱水，创造成盐结晶环境，形成盐类颗粒——影响 成盐效果，影响最终压滤速度的关键步骤 压滤： 通过自动板框式过滤机，不断循环将盐类颗粒过滤出 来，得到透明无杂质的最终产品
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• 其他分类方法：
– 根据合成用的单体可分为：聚氧化丙烯醚类、聚氧化乙 烯醚类、聚四氢呋喃类等
– 根据合成用的起始剂可分为：糖类聚醚多元醇、山梨醇 类聚醚多元醇、胺类聚醚多元醇、酚类聚醚多元醇等 – 根据官能度来划分：两官能度聚醚多元醇、三官能度聚 醚多元醇、四官能年度聚醚多元醇、六官能度聚醚多元 醇等
谢谢！
聚醚多元醇
• 聚醚多元醇（简称聚醚）是由起始剂（含活泼氢 的化合物）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。通过改变 PO和EO的加料方式（混加或分段加）、起始剂 比例和种类的调整、加料次序等条件，生产出各 种不同类型的聚醚多元醇。 • 根据用途分类：
– – – – 软泡聚醚多元醇—应用于家具、汽车、包装等行业 表面活性剂—应用于纺织、农化、造纸、发酵工业等行业 硬泡聚醚多元醇—应用于家具、家电、保温、建筑、包装等行业 弹性体—应用于制鞋、橡胶加工、汽车、涂料、玩具等行业
聚醚合成的基本流程
聚醚多元醇的合成
• 聚醚合成的要点：
起始剂 催化剂 加成单体 是否需要精制
• 起始剂：
甘油、丙二醇、乙二醇、二甘醇、蔗糖、山梨醇、乙二胺、 甲苯二胺等含有活泼氢的物质，典型结构
• 催化剂：
碱类催化剂：如氢氧化钾、氢氧化钠——需要精制 胺类催化剂：如二甲胺、三甲胺等——不需要精制 路易斯酸类催化剂：如氯化铁、氯化铝等 金属络合物催化剂：主要用于弹性体用聚醚多元醇生产 注：实际工业化生产的应用中催化剂主要选用碱类、胺类催 化剂
• 注：分类方法根据不同应用领域有所不同， 在不同应用领域内也有不同的说法
聚醚合成过程
• 初始投料——将起始剂和催化剂加到反应釜 中进行混合，将釜内的氧气置换掉； • 聚合反应——按照一定速度将加成单体加入 反应釜，与起始剂进行加成反应；该反应 为放热反应，必须及时移走反应热； • 精制工序——主要包括中和、吸附、脱水、 过滤等操作步骤。
• 白料种类：
–聚醚多元醇 –聚酯多元醇 –聚碳酸酯多元醇 –聚己内酯多元醇 聚醚多元醇耐水解稳定性好，与其他助剂的 配伍性强，聚醚的合成相对简单，品种多样，可 调控性强，逐渐成为聚氨酯的主要原料。
• 我公司的白料（组合聚醚） 我公司自产的各种型号的白料，主要由 各种聚醚多元醇与硅油、催化剂、水（部 分型号还有发泡剂）混合均匀得到。
空气中氧气的危害：在合成过程中的高温、强碱性环境下 将R-CH2 OH氧化成R-COOH，导致最终产品的色值加深， 酸值升高
• 聚合反应：
聚合反应过程反应原理
引发反应
聚合反应
反应举例：糖聚合
聚醚多元醇聚合反应分为两种： 1、分批加料法 分批加料法的要点是要控制住每次加入的加成单体的 量，并监控好反应温度、压力变化，及时降温。 优点：分批加料法适用于起始剂常温下为固体分子量 较低的聚醚多元醇，因为固体类起始剂的引发相对比较困 难，前期难以实现连续加料，分批加料相对较易控制。 缺点：易产生爆聚，短时间内温度、压力升高幅度大 2、连续加料法 连续加料法的要点是将加成单体用计量泵或氮压连续 地输至聚合釜内，使输入单体的速度正好等于其聚合速度。 这样就能保证釜内反应处于恒定状态进行反应 优点：连续加料法更适用于制备分子量高、分子量分 布均匀的聚醚多元醇。 缺点：需要相对精密的仪表及控制计量系统
• 加成单体：
环氧丙烷（氧化丙烯） 环氧乙烷（氧化乙烯） 四氢呋喃
• 初始投料：有两种投料类型
催化剂或起始剂不易挥发时： 可将起始剂、催化剂一起投入反应釜中，再进行抽真 空和氮气置换步骤； 催化剂或起始剂有易挥发成分时： 先将不易挥发的起始剂或催化剂，投入反应釜内，进 行抽真空和氮气置换步骤；然后利用真空将易挥发的组分 抽入釜中，这时要注意不能将空气抽入釜内。