聚合物多元醇的制备

背景及概述^[1][2]

聚合物多元醇(POP)是一种或几种乙烯基单体以基础聚醚多元醇为连续相原位聚合而成。作为一种大宗的工业产品，能赋予聚氨酯制品良好的承载性能，并且提高泡沫的开孔性。具有优良的物理化学性能，广泛用于制备高回弹、高荷载性的聚氨酯软质、半硬质泡沫塑料和弹性体等，能使聚氨酯泡沫的性能得到提高，特别是硬度和负荷承载能力得到提高。

最初，商业上认可的主要聚合物多元醇组合物在其制造中使用丙烯腈。对于某些应用，这些组合物中的许多具有不合要求的高粘度。近来，已经在商业上使用丙烯腈-苯乙烯单体混合物来制造聚合物多元醇的聚合物组分。对聚合物多元醇的膨胀需求突出了对若干产品的需求并且这已经在技术中产生另外的进展。

衍生自这种高苯乙烯单体混合物的聚合物多元醇似乎没有能力满足不断增长的市场需求，该需求包括泡沫塑料中严格的稳定性要求和增强的承载特性。承载特性增强的聚合物多元醇可以通过提高其聚合物或固含量得到。希望固含量为30到60重量％或更高。但是，现有技术尚不能在不降低聚合物多元醇稳定性以及不合要求地提高其粘度地基础上提高固含量。

理化性质^[1]

聚合物多元醇（POP）及其在聚氨酯泡沫塑料的制备中的用途是公知的。它是一种含有有机填料及稳定的聚合物分散相的多元醇，能够有效的提高产品的性能并降低生产成本。国内在20世纪80年代末期引进聚醚装置时，引进了聚合物多元醇生产线，其配方中聚合物多元醇的固含量为20%～23%，产品粘度较高，且聚合物的粒子粗，过滤性和稳定性都不好。近几年，经过国内科研和生产单位的共同努力，聚合物多元醇的固含量和品质都得到了很大的提高。关于聚合物多元醇生产的国内外专利不少，主要集中在：（1）高效分散稳定剂的合成；（2）聚合控制剂的选择；（3）改变工艺条件与工艺路线；（4）连续化合成工艺，调节粒子尺寸及分布。以求制备高稳定性、低粘度的高固含聚合物多元醇产品。

目前，从产品质量上对聚合物多元醇的要求主要体现在以下几个方面：(1)固含量尽可能高；(2)苯乙烯/丙烯腈的比例尽可能高；(3)粘度尽可能低；(4)贮存稳定性好。多年来，各公司的研究人员都在努力通过各种方法来解决上述问题，以提高产品质量。聚合物多元醇产品的黏度除随体系不挥发物质量分数提高而相应提高外，还受体系连续相，即基础聚醚载体黏度的影响，基础聚醚黏度越大则聚合物多元醇产品的黏度也越大。因此需要选取合适的多元醇作为载体。另外，还发现在不挥发物质量分数一定的情况下，分散颗粒的形貌和粒径分布是影响其黏度的两个最主要的因素。对于制备高固含量聚合物多元醇来说，如何降低生成分散体的粘度、提高其稳定性以及相对降低丙烯腈含量成为研究的关键，许多文献专利都作了报道。

制备^[2]

方法1.

间歇法：将高效分散剂DP-5000、自由基引发剂、基础聚醚、链转移剂、苯乙烯和丙烯腈混合均匀，向反应器中滴加，反应温度为110-130℃，滴加时间为50-80分钟，加料完毕后熟化1小时，减压脱气1小时，最后降温出料，得到本发明的聚合物多元醇。

方法2.

连续法：将一定量目标固含量的聚合物多元醇加入到装有搅拌装置、加料器、温度计的带有侧出料口的反应釜中，加热使物料升温，当温度稳定在120℃时，按一定的加料速度滴加物料，物料是由基础聚醚、苯乙烯、丙烯腈、链转移剂、自由基引发剂、自制高效分散剂混合配制而成。停留时间控制在50～80min，待个反应釜中液面升到侧出料口，料液进入到第二个反应釜中，料液在第二反应釜停留1小时后，出料至后处理釜，减压脱气1h，最后降温出料。

主要参考资料

[1] 吴沫. (1985). 聚合物多元醇. 精细石油化工(6), 35-44.

[2] 韩怀强. (2001). 聚合物多元醇合成与应用. 聚氨酯工业, 16(4), 1-5.

[3] 李学东. (2002). 连续法合成聚合物多元醇. 深圳聚氨酯国际会议.