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  • 聚酯多元醇專業知識

    聚酯多元醇,有機物,英文名:polyester polyol

    聚酯多元醇是生產聚酯型聚氨酯的主要原料之一,多種規格、牌號的聚酯多元醇可通過與多異氰酸酯反應生成聚氨酯。用于制造聚氨酯硬泡、彈性體、粘合劑、涂料等。被廣泛應用于外墻保溫、防水、塑膠跑道、地坪、軟包裝、輪胎、紡織等領域。

    聚酯多元醇成分

    聚酯多元醇通常是由有機二元羧酸(酸酐或酯)與多元醇(包括二元醇)縮合(或酯交換)或由內酯與多元醇聚合而成。二元酸有苯二甲酸或苯二甲酸酐或其酯、己二酸、鹵代苯二甲酸等。多元醇有乙二醇、丙二醇、一縮二乙二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、1,4-丙二醇等。硬質聚氨酯泡沫塑料所用的聚酯以芳香族聚酯多元醇居多。涂料用聚酯樹脂(分子量2000-5000)主要以新戊二醇和間、對苯二甲酸等。彈性聚氨酯材料最常用的聚酯多元醇是由己二酸與乙二醇縮合制得,可加入少量三元醇如三羥甲基丙烷替代部分二醇制得輕度支化的聚酯,其相對分子質量為2000左右。軟泡用聚酯多元醇是相對分子質量較低的線性或輕度支化的端羥基飽和聚酯。

    聚酯多元醇制備

    聚酯的制備采用間歇法,多元醇與二元酸或酸酐在140~200℃進行酯化和縮聚反應,常壓蒸除生成的水、甲醇,在反應后期減壓除去水,使反應向生成低酸值聚酯多元醇的方向進行。也可持續通入氮氣等惰性氣體以帶出水,也可以加入甲苯、二甲苯等,回流時用分水器將生成的水緩慢帶出。

    不同品種的聚酯多元醇由于種類不同或制備工藝不一樣,性質也不一樣,對于聚酯多元醇比較重要的幾個指標是羥值、酸值、水分、粘度、分子量、密度以及色度等。比如金陵石化公司塑料廠研究所研制的一種苯酐聚酯多元醇的羥值為360~400mgKOH/g,酸值≤2.0 mgKOH/g,水分≤0.1%,粘度≤4000 mPa·s。

    聚酯多元醇應用

    聚酯多元醇的特性及用途:聚酯型聚氨酯因分子內含有較多的酯基、氨基等極性基團,內聚強度和附著力強,具有較高的強度、耐磨性。脂肪族(多指已二酸聚酯)聚酯二元醇多用于生產澆注型聚氨酯彈性體、熱塑性聚氨酯彈性體、微孔聚氨酯鞋底、PU革樹脂、聚氨酯膠粘劑、聚氨酯油墨及色漿、織物涂層等。由已二酸與1,4-丁二醇、1,6-已二醇或乙二醇制得的聚酯二醇為蠟狀固體,得到的聚氨酯彈性體結晶性強,初粘力大,得到制品的機械強度也較高;由帶側基的二醇制得的聚酯如PMA和PPA常溫呈液態,柔軟,用于油墨、軟革等,PMA耐水解性較好。

    芳香族聚酯多元醇是指由苯酐與二元醇或者三元醇(EG、PG、DEG、DPG、TMP、NPG、MPD、BDO、HDO)聚合得到的聚酯多元醇,由于分子中含有苯環剛性基團,可以起到增強作用,且價格較已二酸聚酯便宜,因此用于替代或部分替代的乙二酸聚酯,用于硬質泡沫,膠粘劑和彈性體。有增加制品強度,耐熱性及降低成本的作用。

    聚酯多元醇生產方法

    工業上生產聚酯多元醇的方法。

    1. 一般都采用間歇法生產:生產時首先把羧酸與二元醇加入反應器中熔融,通入氮氣,于150℃左右反應生成水,逐步蒸出,釜內生成低聚酯混合物(低分子量聚酯多元醇)。隨水分的蒸出,釜內溫度逐漸升高,在170~230℃下,真空度逐步降到500Pa,將過量的二元醇和少量副反應產物(低分子聚酯、醛及酮)與反應生成的殘留水一起蒸出。
    2. 也可將惰性氣體(氮氣,二氧化碳),鼓泡通入羧酸與二元醇的混合物中除水,但一元醇的損失量高于直接真空蒸餾。
    3. 也可使用甲苯或二甲苯之類的惰性溶劑回流去水。本法在常壓陽較低溫度(145~190℃)下進行,這種方法的反應條件溫和,但在工業上不及前面兩種使用普遍。
    4. 生產控制。

    生產聚酯多元醇時需要嚴格地監測酸值、羥值.以及黏度的變化,以確保生產出合格的聚酯多元醇。

    聚氨酯膠黏劑用的聚酯多元醇質量要高,除分子量(羥值)外,酸值特別重要,因為它是殘留端羧基的量度。端羧基與異氰酸酯反應生成酰胺并放出二氧化碳,這不僅造成鏈的終止,還形成討厭的氣泡。這種酰氨基還能與異氰酸酯反應生成酰脲基。聚酯中殘留的酸還會對聚氨酯反應起催化作用,產生不良的影響,并降低聚氨酯的水解穩定性。因此,一般要求酸值小于1mg KOH/g,甚至還常要求小于0.5g:KOH/g;但酸值太低(< KOH>會使反應生成聚氨酯樹脂的速度太快而影響操作,酸值以0.3-0.5mg KOH/g為最宜。

    制備聚酯多元醇中加入催化劑可縮短縮聚反應時間:但催化劑不容易除去,對下一步聚氨酯反應有不良的影響,用量不大無影響。無機催化劑有乙酸鋅與三氧化銻或乙酸鋅與三氧化銻的混合物等,添加量為100~300ppm;有機催化劑有鈦酸四丁酯、鈦酸四異丙酯等,添加量為15~100ppm。

    聚酯多元醇安全性

    聚酯多元醇不屬于危險運輸品,貯運容器的材料可用碳鋼、鋁、不銹鋼以及聚乙烯或聚丙烯。液態聚酯在低溫下長期貯存偶爾出現渾濁,于80℃左右經短時間加熱可以消除這種現象,且質量不受影響。聚酯多元醇易于吸濕,貯運應避免大氣中的水分進入。為了減少逆反應,溫度不超過120℃。產品應貯存在室溫下隔絕空氣的密封桶內,或貯存于70-110℃加熱保溫、充氮氣的容器內。

    聚酯多元醇基本無毒性,當不慎進入眼內或濺落到皮膚上時應立即用大量水沖洗。長期接觸皮膚可產生輕微的刺激,操作時最好戴上防護鏡和手套。


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