專利名稱：：一種聚氨酯防水灌漿材料用季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種聚醚及制備方法，尤其是涉及一種聚氨酯防水灌漿材料用季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚及其制備方法。背梟技術(shù)水溶性聚氮酯防水灌漿材料用聚醚通常以不同官能度、低相對分子質(zhì)量、含活性氫的單體(乙二醇、甘油、季戊四醇、甘露醇、蔗糖等)為復(fù)合起始劑，K0H為催化劑，與環(huán)氧丙垸(P0)、環(huán)氧乙垸(EO)進行加成反應(yīng)，合成了水性PU灌漿用聚醚，目前國內(nèi)外普遍采用甘油、季戊四醇為混合起始劑，與EO/PO混合料進行加成，理論上季戊四醇單獨合成聚醚能顯著提高聚氨酯預(yù)聚體的固化產(chǎn)物包水量指標，達到25倍以上，另外，灌漿材料凝膠后的固結(jié)物具有極佳強度的機械性能，但由于目前季戊四醇熔點較高，與E0/P0進行固-氣相聚合反應(yīng)技術(shù)條件不成熟，從可操行角度出發(fā)，只能選擇季戊四醇中添加少量甘油的復(fù)合起始劑，達到液-氣相加成反應(yīng)技術(shù)條件。E0/P0的比例通常在90/10與60/40之間，聚醚分子量最高能做到80Q0左右。由該預(yù)聚體配制的水性PU灌漿材料基本能滿足大壩、堤防、地下水道等堵漏防滲的要求。中國專利公開了一種聚醚多元醇的制備方法(授權(quán)公告號CN1320029C)，其在催化劑作用下，直接以植物油與脂和/或天然羧酸和多元醇為起始劑，與環(huán)氧化物開環(huán)聚合，制備含有羧酸酯基團的聚醚多元醇其中各物料用量以質(zhì)量份計為多元醇植物油與脂和/或天然羧酸環(huán)氧化物=1:0.059.5:0.2210.5，催化劑用量為上述物料之和的0.11.2%，反應(yīng)溫度為90160。C，反應(yīng)壓力為〈lMPa，反應(yīng)時間為<12小時；天然羧酸包括天然脂肪酸'多元醇可以是含二個以上羥基化合物，或含二二個以上羥基化合物與環(huán)氧化物的聚合物，或其它含活性氫化物與環(huán)氧化物的聚合物，或上述兩種或兩種以上的混合物；常用的含二個以上羥基化合物可以是二甘醇、丙三醇、季戊四醇、山梨醇和蔗糖中的一種或幾種；其它含活性氫化合物可以是羥基為340mgkoH/g的季戊四醇與環(huán)氧乙烷聚合物，羥基為450mgkoH/g的甘油與環(huán)氧丙垸聚合物，羥基為770mgkoH/g的乙二胺與環(huán)氧丙烷聚合物中的一種或幾種；環(huán)氧化物為環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丁烷中的一種或幾種；ft化劑為催化環(huán)氧化物開環(huán)聚合物的催化劑，有氫氧化鉀、氫氧化鈉和二甲胺，也包括將它們適當(dāng)混合使用的催化劑；當(dāng)采用氫氧化鉀、氫氧化鈉做催化劑，產(chǎn)品需要中和時，所用的中和劑為脂肪酸；在反應(yīng)釜中投入起始劑多元醇1質(zhì)量份，植物油與脂和域天然羧酸0.059.5質(zhì)量份，催化劑為起始劑與所進環(huán)氧化物質(zhì)量之和的0.1%1.2%，經(jīng)氮氣置換后，于9016(TC進環(huán)氧化物0.2210.5質(zhì)量份，反應(yīng)溫度為100140°C，反應(yīng)壓力〈lMPa，進完環(huán)氧化物經(jīng)熟化必要時加入中和劑，中和攪拌即得產(chǎn)品。但是用這種方法制備出來的聚醚多元醇只能用于普通聚氨酯材料，由于制備出來的聚醚分子量不高，從而無法滿足水利、水電、隧道、地鐵、人防、冶金工程、工業(yè)和民用建筑中混凝土伸縮縫、裂縫、施工縫等及基礎(chǔ)的防滲堵漏處理要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種聚氨酯防水灌漿材料用季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚及其制備方法，其主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的制備出來的聚醚多元醇只能用于普通聚氨酯材料，由于制備出來的聚醚分子量不高，從而無法滿足水利、水電、隧道、地鐵、人防、冶金工程、工業(yè)和民用建筑中混凝土伸縮縫、裂縫、施工縫等及基礎(chǔ)的防滲堵漏處理要求等的技術(shù)問題。本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的本發(fā)明的一種聚氨酯防水灌漿材料用季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，其特征在于季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的分子式為C[CH20(C2H40)m(C3H60)nH]4，其中m》155，n>20，制備的反應(yīng)方程式為C(CH2OH)4+EO/PO-C[CH20(C2H40)m(C3H60)nH〗4a.計量槽內(nèi)備好8085重量份的E0與P0的混合單體，其中E0與P0的重量比E0':PO8090:2010;向反應(yīng)釜內(nèi)投入0.951重量份的季戊四醇及0.30.5重量份的固體KOH催化劑，攪拌均勻后，排氮多次，排出設(shè)備內(nèi)殘余氧氣，關(guān)閉反應(yīng)釜；b.向反應(yīng)釜內(nèi)加A0.31.0重量份的步驟a制備出的E0與P0的混合單體，進行充分固液相反應(yīng)；等料升溫后，均勻通余下的79.784重量份的E0與P0的混合單體，進行正常氣液相反應(yīng)；c.通料結(jié)束后，充分老化，降溫后得粗醚，再將粗醚用氮氣壓至精制處理釜；d.在精制處理釜中的粗醚升溫后，加1.64.5重量份的水及0.40.56重量份的磷酸，充分中和攪拌；吸入0.120.32重量份的硅酸鋁吸附劑，充分吸附；減壓處理粗醚中低沸物及調(diào)整產(chǎn)品酸度PH為4.07.0，中控分析水分《0.5%后壓濾得成品季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚。步驟d中的粗醚中低沸物指低分子聚合物及醛酮類異味物質(zhì)。EO單體為環(huán)氧乙垸，PO為環(huán)氧丙烷。季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚聚醚采用單一獨特結(jié)構(gòu)季戊四醇為起始劑，利用固-氣相聚合反應(yīng)技術(shù)，在KOH催化劑作用下，與環(huán)氧乙垸、環(huán)氧丙烷進行多步聚合加成反應(yīng)，得到相對分子質(zhì)量10000的粗醚制品，最后通過中和、吸附、壓濾等多個步驟的精制處理，制成分子結(jié)構(gòu)分布窄、各種金屬離子雜質(zhì)含量低的高品質(zhì)成品聚醚。采用分子結(jié)構(gòu)呈立體錐形季戊四醇作為起始劑，制成的聚醚、聚氨酯預(yù)聚體就能保持獨有的該種分子結(jié)構(gòu)狀態(tài)特征，使得分子內(nèi)、分子間空間極大的保留，從而能顯著提高聚氨酯預(yù)聚體的固化產(chǎn)物包水量指標，達到25倍以上，遠高于普通該類型預(yù)聚體固化產(chǎn)物最高20倍包水量極限。通過催化劑的優(yōu)選及外循環(huán)噴霧式乙氧基化丙氧基化反應(yīng)裝置(Press裝置)的采用，提高加成反應(yīng)的活性，從而克服分子量不易接上的難題，產(chǎn)品相對分子量能達到10000，預(yù)聚體的i產(chǎn)時便能大幅度降低異氰酸酯的用量，最終達到降低漿液的粘度，極大的方便施工，縮短反應(yīng)時間，灌漿材料凝膠塊。'設(shè)計聚氧化乙烯在多元醇中的相對含量，制成的聚氧乙烯聚氧丙烯鏈具有最大的柔韌性，結(jié)合錐形多元醇起始劑在產(chǎn)品中具備的剛性物理特點，從而使得最終的灌漿材料凝膠后的固結(jié)物具有高強度的性能，從而滿足水利、水電、隧道、地鐵、人防、冶金工程、工業(yè)和民用建筑中混凝土伸縮縫、裂縫、施工縫等及基礎(chǔ)的防滲堵漏處理要求。作為優(yōu)選，所述的步驟b中固液相反應(yīng)的溫度為2065"C。作為優(yōu)選，所述的步驟b中固液相反應(yīng)的時間為0.53.0h。作為優(yōu)選，所述的步驟b中料升溫至100115'C后，進行正常氣液相反應(yīng)。作為優(yōu)選，所述的步驟b中正常氣液相反應(yīng)的反應(yīng)條件為壓力0.050.40Mpa，溫度120150°C。作為優(yōu)選，所述的步驟c中通料結(jié)束后，老化的時間為0.51.0h。作為優(yōu)選，所述的步驟d中磷酸的濃度為8287X。,作為優(yōu)選，所述的步驟d中粗品升溫至7590°C，加1.64.5重量份的水及0.40.56重量份的磷酸，中和攪拌2050min。作為優(yōu)選，所述的步驟d中吸附的時間為O.51.5h;減壓為緩慢減壓至-O.09-0.1Mpa。因此，本發(fā)明具有能應(yīng)用于水溶性聚氨酯防水灌漿材料和防水涂料，柔韌性較好，能滿足水利、水電、隧道、地鐵、人防.、冶金工程、工業(yè)和民用建筑中混凝土伸縮縫、裂縫、施工縫等及基礎(chǔ)的防滲堵漏處理工程的需要等特點。具體實施例方式下面通過實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。實施例h本例的聚氨酯防水灌漿材料用季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，分子式為C[CH20(C2H40)m(C3H6〇)nH]4，其中m》155，n》20;制備的反應(yīng)方程式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>其制備步驟為a.計量槽內(nèi)備好80重量份的EO與PO的混合單體，其中E0與P0的重量比EO:PO90:10;向反應(yīng)釜內(nèi)投入1重量份的季戊四醇及0.3重量份的固體KOH催化劑，攪拌均勻后，排氮多次關(guān)閉反應(yīng)釜；b.向反應(yīng)釜內(nèi)加入0.3重量份的步驟a制備出的E0與P0的混合單體，進行充分固液相反應(yīng)，反應(yīng)溫度為2(TC，反應(yīng)時間為0.5h;等料升溫升溫至100°C，均勻通余下的79.7重量份的E0與P0的混合單體，保持0.05Mpa、12(TC條件下進行正常氣液相反應(yīng)；c.通料結(jié)束后，老化0.5h，降溫后得粗醚，再將粗醚用氮氣壓至精制處理釜；d.在精制處理釜中的粗醚升溫至75°C，加1.6重量份的水及0.4重量份的磷酸，磷酸濃度為85%，中和攪拌20min;吸入0.12重量份的硅酸鋁吸附劑，吸附0.5h;減壓處理粗醚中低沸物及調(diào)整產(chǎn)品酸度，中控分析水分合格后壓濾得成品季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚。制備出的產(chǎn)品性能指標:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>0.5實施例2:本例的聚氨酯防水灌漿材料用季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制備方法，其特征在于制備出的季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的分子式為C[CH20(C2H40)m(C3H60)nH]4，其中m^155，n》20;制備的反應(yīng)方程式為KOHC(CH20H)4+E0/P0-C[CH20(C2H40)m(C3H60)nH]4其制備步驟為a.計量槽內(nèi)備好82重量份的E0與P0的混合單體，其中EO與PO的重量比EO:P0二85:15;向反應(yīng)釜內(nèi)投入1重量份的季戊四醇及0.3重量份的固體KOH催化劑，攪拌均勻后，排氮多次關(guān)閉反應(yīng)釜；b.向反應(yīng)釜內(nèi)加入0.7重量份的步驟a制備出的EO與PO的混合單體，進行充分固液相反應(yīng)，反應(yīng)溫度為4(TC，反應(yīng)時間為2h;等料升溫升溫至110°C，均勻通余下的81.3重量份的E0與P0的混合單體，保持O.20Mpa、130°C條件下進行正常氣液相反應(yīng)；c.通料結(jié)束后，老化0.7h，降溫后得粗醚，再將粗醚用氮氣壓至精制處理釜；''d.在精制處理釜中的粗醚升溫至8(TC，加3重量份的水及0.45重量份的磷酸，磷酸濃度為85%，中和攪拌30min;吸入0.20重量份的硅酸鋁吸附劑，吸附lh;減壓處理粗醚中低沸物及調(diào)整產(chǎn)品酸度，中控分析水分合格后壓濾得成品季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚。制備出的產(chǎn)品性能指標:指標名稱指標值外觀白色至淡黃色膏狀物羥俥mgKOH/g24.99、分子量8000-10000酸值mgKOH/g《0.50.5實施例3:本例的聚氨酯防水灌槳材料用季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制備方法，其特征在于制備出的季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的分子式為C[CH20(C2H40)m(C3H60)nH]4，其中m>155，n^20;制備的反應(yīng)方程式為KOHC(CH2OH)4+EO/PO-C[CH20(C2H40)m(C3H60)nH]4其制備步驟為a.計量槽內(nèi)備好85.重量份的E0與P0的混合單體，其中EO與PO的重量比E0:P0二80:20;向反應(yīng)釜內(nèi)投入1重量份的季戊四醇及0.3重量份的固體KOH催化劑，攪拌均勻后，排氮多次關(guān)閉反應(yīng)釜；b.向反應(yīng)釜內(nèi)加入l重量份的步驟a制備出的EO與PO的混合單體，進行充分固液相反應(yīng)，反應(yīng)溫度為65。C，反應(yīng)時間為3h;等料升溫升溫至115。C，均勻通余下的84重量份的EO與PO的混合單體，保持0.40Mpa、150°C條件下進行正常氣液相反應(yīng)；c.通料結(jié)束后，老化lh，降溫后得粗醚，再將粗醚用氮氣壓至精制處理釜；d.在精制處理釜中的粗醚升溫至9(TC，加4.5重量份的水及0.56重量份的磷酸，磷酸濃度為85%，中和攪拌50min;吸入0.32重量份的硅酸鋁吸附劑，吸附1.5h;減壓處理粗醚中低沸物及調(diào)整產(chǎn)品酸度，中控分析水分合格后壓濾得成品季戊四醇聚氧^烯聚氧丙烯醚。制備出的產(chǎn)品性能指標:<table>complextableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1.一種聚氨酯防水灌漿材料用季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，其特征在于季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的分子式為C[CH2O(C2H4O)m(C3H6O)nH]4，其中m≥155，n≥20。2.—種聚氨酯防水灌漿材料用季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制備方法，其特征在于a.計量槽內(nèi)備好8085重量份的EO與PO的混合單體，其中EO與PO的重量比EO:P0=8090:2010;向反應(yīng)釜內(nèi)投入0.951重量份的季戊四醇及0.30.5重量份的固體K0H催化劑，攪拌均勻后，排氮多次，排除釜內(nèi)殘余空氣，關(guān)閉反應(yīng)釜；b.向反應(yīng)釜內(nèi)加入0.31.0重量份的步驟a制備出的EO與PO的混合單體，進行充分固液相反應(yīng)；等料升溫后，均勻通余下的79.784重量份的EO與PO的混合單體，進行正常氣液相反應(yīng)；c.通料結(jié)束后，'充分老化，降溫后得粗醚，再將粗醚用氮氣壓至精制處理d.在精制處理釜中的粗醚升溫后，加1.64.5重量份的水及0.40,56重量份的磷酸，充分中和攪拌;吸入O.120.32重量份的硅酸鋁吸附劑，充分吸,附；減壓處理粗醚中低沸物及調(diào)整產(chǎn)品酸度PH為4.07.0，中控分析水分《0.5%后壓濾得成品季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚氨酯防水灌漿材料用季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制備方法，其特征在于所述的步驟b中固液相反應(yīng)的溫度為2065°C。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚氨酯防水灌漿材料用季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制備方法，其特征在于所述的步驟b中固液相反應(yīng)的時間為0.53.0h。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚氨酯防水灌漿材料用季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制備方法，其特征在于所述的步驟b中料升溫至100115i:后，進行正常氣液相反應(yīng)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚氨酯防水灌漿材料用季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制備方法，其特征在于所述的步驟b中正常氣液相反應(yīng)的反應(yīng)條件為壓力0.Q50.40Mpa，溫度12015Q。C。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚氨酉旨防水灌漿材料用季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制備方法，其特征在于所述的步驟c中通料結(jié)束后，老化的時間為0.51.Oh。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚氨酯防水灌漿材料用季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制備方法，其特征在于所述的步驟d中磷酸的濃度為8287%。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚氨酯防水灌漿材料用季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制備方法，其特征在于所述的步驟d中粗，升溫至7590°C，加1.64.5重量份的水及0.40.56重量份的磷酸，中和攪拌2050min。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚氨酯防水灌漿材料用季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的制備方法，其特征在于所述的步驟d中吸附的時間為0.51.5h;減壓為緩慢減壓至-0.09-0.1Mpa。全文摘要本發(fā)明涉及一種聚醚及制備方法，尤其是涉及一種聚氨酯防水灌漿材料用季戊四醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚及其制備方法。其主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的制備出來的聚醚多元醇只能用于普通聚氨酯材料，無法滿足水利、水電、隧道、地鐵、人防、冶金工程、工業(yè)和民用建筑中混凝土伸縮縫、裂縫、施工縫等及基礎(chǔ)的防滲堵漏處理要求等的技術(shù)問題。本發(fā)明分子式為C[CH<sub>2</sub>O(C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>O)m(C<sub>3</sub>H<sub>6</sub>O)nH]<sub>4</sub>，其中m≥155，n≥20。其步驟為備好EO/PO混合單體，投入季戊四醇及固體KOH，攪拌均勻；先加入EO/PO一部分，固液相反應(yīng)，等料升溫后，通余下EO/PO，正常氣液相反應(yīng)，通料結(jié)束后老化；升溫，加水及磷酸，中和攪拌，吸入硅酸鋁吸附劑，處理粗醚中低沸物及調(diào)整酸度，中控分析水分合格后壓濾得成品。文檔編號C08G65/28GK101367929SQ20081012039公開日2009年2月18日申請日期2008年8月25日優(yōu)先權(quán)日2008年8月25日發(fā)明者王水成申請人:杭州白浪助劑有限公司