一种乙烯基接枝聚醚多元醇填充材料、其制备方法及应用技术

本案涉及一种乙烯基接枝聚醚多元醇填充材料、其制备方法及应用，利用小分子二元醇与环氧化合物形成嵌段聚醚，随后与乙烯基单体进行接枝，得到乙烯基接枝聚醚多元醇，可作为聚氨酯树脂的填充材料。本发明专利技术所用原料易得、成本低廉、经济价值高、易于操作；本发明专利技术将乙烯基单体接枝进聚醚多元醇中使其成为聚醚多元醇的一部分，制备过程中无外加有机溶剂，气味低、毒性小，并且与聚氨酯树脂具有良好的相容性制得的聚氨酯树脂具有较高的物理化学性能，如良好的耐溶剂性、耐水解性及较长的使用时限。

【技术实现步骤摘要】
一种乙烯基接枝聚醚多元醇填充材料、其制备方法及应用
本专利技术涉及聚氨酯树脂填料领域，具体为一种乙烯基接枝聚醚多元醇填充材料、其制备方法及应用。
技术介绍
目前聚氨酯制备技术已广泛应用于密封胶、皮革、胶黏剂、弹性体以及新材料等领域。聚氨酯树脂制备过程中为了降低成本和提高树脂物性会使用到一系列的填充材料，包含无机材料(硫酸钡、碳酸钙、高岭土等)，有机材料(木质纤维素、有机硅、乙烯基树脂及相应的增塑剂)。这些填料的加入能够明显提高聚氨酯树脂的硬度、回弹、耐老化及泡孔结构等物性。但是有些填充材料与聚氨酯树脂的相容性较差，容易在使用过程中从聚氨酯中析出，导致聚氨酯树脂成品物性降低，使用寿命缩短。如有机填充材料是在聚氨酯树脂合成后，将有机物如乙烯基树脂加入其中，使其得到物理上的混合均匀。该方法存在着较大的缺陷，如苯乙烯、丙烯腈与聚氨酯树脂的相容性较差，加入其中后树脂外观出现浑浊，而且相关的物性如剥离强度、耐溶剂及耐水解性能也会出现降低。这些树脂最终被制成的成品只能用于低档材料中，对于高标准高要求的树脂，其物性远达不到要求。
技术实现思路
针对现有技术中的不足之处，本专利技术旨在将一些与聚氨酯树脂相容性较差的有机物接枝进聚醚多元醇中，制备乙烯基接枝聚醚多元醇新材料，期望通过该材料制备出具有良好相容性、较长使用时限的聚氨酯树脂；期望通过该技术为对乙烯基单体能够有效加入聚氨酯树脂中提供有力的借鉴。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种乙烯基接枝聚醚多元醇填充材料的制备方法，包括如下步骤：1)将二元醇溶于0.2～0.3％的KOH水溶液得到醇钾溶液，随后真空精馏脱除水分，得到起始剂；2)将所述起始剂加入到反应釜中，充N2并加入第一环氧化合物进行聚合反应，得到第一段预聚物，随后加入第二环氧化合物进行聚合，得到嵌段聚醚；3)在所述嵌段聚醚体系中继续加入乙烯基单体，充分搅拌使其反应，得到接枝聚醚多元醇粗产物；4)在接枝聚醚多元醇粗产物中加入水与酸性中和剂充分搅拌，过滤提纯，得到乙烯基接枝聚醚多元醇填充材料。进一步地，所述二元醇为小分子二元醇，优选为乙二醇、丙二醇、甲基丙二醇、二乙二醇的一种或任意几种组合。进一步地，所述第一环氧化合物和第二环氧化合物为所有含环氧官能团的化合物，优选为环氧丙烷、环氧乙烷、环氧丁烷、环氧氯丙烷中的任意两种组合。进一步地，所述聚合反应条件设置为温度110～130℃，压力0.4～0.6MPa。进一步地，所述乙烯基单体优选为丙烯腈、苯乙烯、甲基苯乙烯及甲基丙烯酸酯中的一种或两种组合。进一步地，所述酸性中和剂优选为磷酸、草酸、乙酸及柠檬酸的一种或任意几种组合。进一步地，所述制备方法中，各组分的投料量按重量份计如下：一种采用如上任一项所述的制备方法制得的乙烯基接枝聚醚多元醇填充材料。进一步地，本专利技术提供一种采用如上任一项所述的制备方法制得的乙烯基接枝聚醚多元醇填充材料的应用，优选为作为有机填充材料应用于聚氨酯树脂的制备过程中。乙烯基树脂与聚氨酯相容性较差，因此本专利技术中采用聚醚多元醇结构作为主链，接枝乙烯基单体形成新填充材料应用于聚氨酯的制备过程中。本专利技术中采用环氧化合物作为聚醚多元醇的主链结构，选用两种环氧化合物在醇钾的作用下进行嵌段聚合，形成的嵌段聚醚多元醇有效降低了单一聚醚结构的规整性，并且利用两种环氧化合物产生的协同作用，可以进一步提高所制备聚醚多元醇的物理化学性能。同时本专利技术中选用的是二元醇作为起始剂，结构中含有两个羟基，与异氰酸酯发生的是线性聚合，而非网状聚合易导致聚氨酯树脂发生凝胶。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术所用原料易得、成本低廉、经济价值高、易于操作；本专利技术将乙烯基单体接枝进聚醚多元醇中使其成为聚醚多元醇的一部分，制备过程中无外加有机溶剂，气味低、毒性小，并且与聚氨酯树脂具有良好的相容性；制得的聚氨酯树脂具有较高的物理化学性能，如良好的耐溶剂性、耐水解性及较长的使用时限。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。实施例制备工艺，包括如下步骤：1)将二元醇溶于0.2～0.3％的KOH水溶液得到醇钾溶液，随后真空精馏脱除水分，得到起始剂；2)将上述起始剂加入到反应釜中，充N2并加入第一环氧化合物，设置温度为110～130℃，压力为0.4～0.6MPa进行聚合反应，得到第一段预聚物，随后加入第二环氧化合物进行聚合，得到嵌段聚醚，反应过程中通过移除反应放出的热量控制反应进度；3)在上述嵌段聚醚体系中继续加入乙烯基单体，充分搅拌使其反应，得到接枝聚醚多元醇粗产物；4)反应结束后在最终产物中加入水与酸性中和剂充分搅拌，过滤提纯，得到乙烯基接枝聚醚多元醇填充材料。其中，所述二元醇为小分子二元醇，小分子二元醇的分子量较小易与KOH发生快速反应生成醇钾，如果分子量过大，可能存在部分羟基没有与KOH发生反应的缺陷，使得起始剂的功效丧失。本专利技术中优选为乙二醇、丙二醇、甲基丙二醇、二乙二醇的一种或任意几种组合。其中，所述第一环氧化合物和第二环氧化合物可以是所有含环氧官能团的化合物，两种环氧化合物的组合及投料顺序不做限定。本专利技术中优选为环氧丙烷、环氧乙烷、环氧丁烷、环氧氯丙烷中的任意两种组合。其中，所述乙烯基单体为聚合反应中用到的所有常规乙烯基单体，利用乙烯基单体中的不饱和碳碳双键与聚醚多元醇中的环氧位发生反应，进而接枝其中，可以实现聚氨酯树脂与乙烯基树脂的良好相容性。本专利技术中优选为丙烯腈、苯乙烯、甲基苯乙烯及甲基丙烯酸酯中的一种或两种组合。其中，所述酸性中和剂用于去除体系中残留的钾离子，多元醇中残留钾离子容易使得制备聚氨酯树脂过程中反应速率过快，加大树脂凝胶的概率，利用酸性中和剂与钾离子发生络合作用产生沉淀，进而过滤去除可以避免凝胶现象的产生。本专利技术中优选为磷酸、草酸、乙酸及柠檬酸的一种或任意几种组合。实施例1：乙二醇0.6g、0.2％的KOH水溶液0.015g、环氧乙烷70g、环氧丙烷10g、苯乙烯20g、磷酸0.003g。实施例2：二乙二醇0.8g、0.25％的KOH水溶液0.02g、环氧氯丙烷70g、环氧丙烷10g、甲基苯乙烯20g、磷酸0.003g。实施例3：丙二醇0.7g、0.25％的KOH水溶液0.015g、环氧丙烷60g、环氧乙烷20g、丙烯腈20g、磷酸0.003g。实施例4：甲基丙二醇0.6g、0.2％的KOH水溶液0.025g、环氧氯丙烷50g、环氧乙烷30g、甲基丙烯酸酯20g、磷酸0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种乙烯基接枝聚醚多元醇填充材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n1)将二元醇溶于0.2～0.3％的KOH水溶液得到醇钾溶液，随后真空精馏脱除水分，得到起始剂；/n2)将所述起始剂加入到反应釜中，充N

【技术特征摘要】
1.一种乙烯基接枝聚醚多元醇填充材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将二元醇溶于0.2～0.3％的KOH水溶液得到醇钾溶液，随后真空精馏脱除水分，得到起始剂；
2)将所述起始剂加入到反应釜中，充N2并加入第一环氧化合物进行聚合反应，得到第一段预聚物，随后加入第二环氧化合物进行聚合，得到嵌段聚醚；
3)在所述嵌段聚醚体系中继续加入乙烯基单体，充分搅拌使其反应，得到接枝聚醚多元醇粗产物；
4)在接枝聚醚多元醇粗产物中加入水与酸性中和剂充分搅拌，过滤提纯，得到乙烯基接枝聚醚多元醇填充材料。


2.根据权利要求1所述的一种乙烯基接枝聚醚多元醇填充材料的制备方法，其特征在于，所述二元醇选自乙二醇、丙二醇、甲基丙二醇、二乙二醇的一种或任意几种组合。


3.根据权利要求1所述的一种乙烯基接枝聚醚多元醇填充材料的制备方法，其特征在于，所述第一环氧化合物和第二环氧化合物选自环氧丙烷、环氧乙烷、环氧丁烷、环氧氯丙烷中的任意两种。


4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王元有，刘玉婷，刘雨婷，崔杰，王雯，
申请(专利权)人：扬州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32