聚醚多元醇PPG-8000的合成研究

馮 磊

(江蘇利宏科技發展有限公司，江蘇 淮安 223200)

硅烷改性聚醚密封膠(簡稱MS密封膠)，它是以端硅氧烷基聚醚(聚醚為主鏈，兩端為硅氧烷封端)為基礎而制備的高性能環保密封膠，該密封膠主要用于建筑、工業、裝修、汽車制造等領域[1]。

硅烷改性聚醚密封膠技術于80年代在日本和歐美等國開發并進入市場，我國在該技術領域起步相對較晚，技術不夠成熟。近年來，國內已有多家科研單位開始著手硅烷改性聚醚的合成及密封膠的研制工作[2]。但在研制和后期應用中仍存在一些問題：首先是國內聚醚PPG原料不穩定，產品分子量分布寬，硅烷改性聚醚密封劑性能穩定性不夠。其次，產品在國內應用不多，在一定程度上限制了市場推廣。但是，隨著我國密封劑相關方面環保要求越來越高使硅烷改性密封劑的優越性慢慢體現出來，硅烷改性聚醚密封劑在我國建筑業市場的應用前景越來越大。因此，質量穩定的硅烷改性聚醚密封劑用高分子PPG聚醚多元醇已成為近年來研究的焦點[3]。

1 實驗部分

1.1 試劑和儀器

1.1.1試劑

環氧丙烷(PO)，工業品，聚醚多元醇N-220(f為2，羥值56.2 mg KOH/g)；自制；催化劑DMC，工業級；華陰市中實精細化工有限公司；羥值測定所用試劑：苯酐，吡碇，氫氧化鈉，酚酞，分析純。

1.1.2儀器設備

羥值測定儀；凝膠滲透色譜。

1.2 實驗操作

投料前保證10L釜清潔和干燥，投1700 g聚醚多元醇220共和MMC并試壓，不漏后經氮氣置換至含氧量合格，升溫至125～130 ℃抽真空至-0. 098 Mpa，脫水1.5 h，關真空從加料罐壓入復配好的催化劑，開始緩慢滴加環氧丙烷，在一定溫度下進行開環聚合反應，加料5200 g完畢后繼續熟化反應1 h。然后在110～120 ℃抽真空脫除未反應的殘留單體，降溫至80 ℃即得成品。

1.3 性能參數測試

羥值按標準 GB/T12008.3-2009 的方法測定;

黏度(25 ℃)按 GB/T 12008.7-2010 的方法測定;

分子量分布系數按 GB/T 21863-2008 凝膠滲透色譜法(GPC)的方法測定。

2 結果與討論

2.1 反應時間對聚醚多元醇的影響

其他條件固定，改變開環聚合反應時間，其對彈性體聚醚多元醇性能的影響。其測試結果見表 1。

表1 反應時間對聚醚多元醇的影響

從表1可知當反應時間短時，得到的聚醚黏度大，分子量分布寬，羥值大說明反應時間短，通料速度太快時副反應較多對性能影響較大，且反應溫度不易控制。當反應時間達到9 h以上時得到的聚醚黏度小，分子量分布窄，羥值穩定，反應時間過長對于產品質量沒有明顯提高，綜合考慮聚醚的質量和反應效率選擇反應時間為9～10 h較為適宜。

2.2 反應溫度對聚醚多元醇的影響

其他條件固定，改變開環聚合反應溫度，其對彈性體聚醚多元醇性能的影響。其測試結果見表2。

表2 反應溫度對聚醚多元醇的影響

從表2可知當反應溫度增加，得到的聚醚黏度增大，分子量分布寬，羥值變大，說明反應溫度高副反應較多對性能影響較大。當聚合溫度為115～135 ℃時，產物的分子量分布指數較小(1.16)，符合要求。反應溫度過低，反應周期長，后期老化時間延長，有部分環氧化物不能完全反應，羥值偏大，兼顧聚醚的質量和反應效率，選擇125～135 ℃的合成溫度較適宜。

2.3 催化劑用量對聚醚多元醇的影響

其他條件固定，改變催化劑用量，其對彈性體聚醚多元醇性能的影響。其測試結果見表3。

表3 催化劑用量對聚醚多元醇的影響

從表3可知當催化劑用量增加，得到的聚醚黏度增大，分子量分布寬，說明催化劑用量大時，反應太快副反應較多對性能影響較大。當催化劑用量超過40 mg/kg時，外觀呈粉紅色，不符合要求。當催化劑用量過少時，反應不完全，導致羥值偏大。所以選擇催化劑用量為30 mg/kg的用量較為適宜。

3 結論

以N-220為起始劑在催化劑DMC催化下與環氧丙烷反應制得的PPG-8000聚醚多元醇。控制反應溫度125～135 ℃、催化劑用量30 mg/kg和反應時間9～10 h制得的聚醚多元醇外觀呈無色透明、分子量分布窄、黏度小和羥值穩定的優點。