專利名稱：提純聚醚多元醇以除去非揮發(fā)性雜質的方法
背景技術：
1)發(fā)明領域本發(fā)明涉及一種提純聚醚多元醇以除去非揮發(fā)性雜質的方法。
2)相關技術描述氧化丙烯是一種有價值的制備聚醚多元醇的前體，聚醚多元醇可通過與異氰酸酯反應用于制備聚氨酯泡沫體。通常，用于該目的的商業(yè)可得氧化丙烯是高純度的，基本上所有雜質都在其可買到之前通過對氧化丙烯產品進行各種提純技術處理除去，所述提純技術包括蒸餾和/或分離在氧化丙烯的制備反應中產生的或在氧化丙烯產物本身提純中引入的其它組分。
相關技術披露的技術足以以這種商業(yè)可接受的形式提供氧化丙烯。這些方法多數(shù)包括在烴存在下蒸餾、分餾或分離氧化丙烯。雖然許多技術(單獨或組合使用)已經成功地用于生產商業(yè)可接受的氧化丙烯產品，但需要注意的是，某些基于由這種商業(yè)可獲得的氧化丙烯組合物衍生的聚醚多元醇的聚氨酯泡沫體會皺縮，盡管在該聚氨酯泡沫體生產中使用的原料(包括它們的中間體)滿足了可接受的規(guī)范。
泡沫體的皺縮歸因于在制備聚醚多元醇中使用的氧化丙烯原料中存在一定的非揮發(fā)性雜質。因此，即使在獲得滿足商業(yè)可接受規(guī)范的氧化丙烯后，氧化丙烯最終的可接受性也是無法預知的，原因在于這些非揮發(fā)性雜質的存在導致了不可接受的聚氨酯泡沫產物，顯示出不穩(wěn)定的發(fā)泡、泡沫收縮和/或顯著的內部空孔。這是由非揮發(fā)性雜質、即分子量為至少50,000的聚氧化丙烯(PPO)引起的。該雜質可使得氧化丙烯不適合制備用于按照某些配方與異氰酸酯一起生產可接受的聚氨酯泡沫體的聚醚多元醇。
提純過程之后一般是氧化丙烯(PO)被快速轉化為期望的聚醚多元醇。但是，在轉化之前，PO可以在由常規(guī)碳鋼制成的容器中運輸或儲存。在給定溫度下經過一段時間后，常規(guī)碳鋼會催化形成不期望的高分子量PPO雜質。
這些可商業(yè)獲得的氧化丙烯產品產生了這樣的聚醚多元醇由此聚醚多元醇生產出具有氣孔和/或低發(fā)泡的不穩(wěn)定聚氨酯泡沫，即使這種聚醚多元醇的常規(guī)分析未能揭示存在著導致低質量泡沫產物的雜質也是如此。已經證實，由具有低含量的高分子量PPO雜質的氧化丙烯制備的聚醚多元醇生產的聚氨酯泡沫體具有改進的發(fā)泡并且形成較少的氣孔。
因此，開發(fā)了用于提純和/或分離已經處于可接受商業(yè)狀態(tài)的氧化丙烯的方法。美國專利4,692,535公開了一種方法，該方法以適合在生產形成聚氨酯泡沫體的聚醚多元醇構成中作為中間體的氧化丙烯開始。在形成用于形成聚氨酯泡沫體的聚醚多元醇之前，所述PPO基本上從其它商業(yè)可接受的氧化丙烯中除去。
所述’535專利披露了通過吸附材料固定床過濾或滲濾PO。所述吸附材料包括活性炭、木炭和硅鎂土，處于粒狀或粉末狀。按每單位體積要處理的PO計使用的吸附劑量估計為約0.001-0.01克或更多的固體吸附劑/每克氧化丙烯，接觸時間為約1-15分鐘，溫度為約10-100℃，壓力為大氣壓力到超計大氣壓力。
美國專利5,235,075描述了另一種提純包含不可接受量PPO的氧化丙烯的方法。該方法包括使氧化丙烯與硅藻土在足以將雜質量降低到可接受水平的條件下接觸足以將雜質量降低到可接受水平的一段時間。同樣，提純的是氧化丙烯本身而不是所形成的聚醚多元醇。
因此，有利的是提供一種在聚醚多元醇形成以后提純聚醚多元醇以除去非揮發(fā)性雜質的方法。雖然現(xiàn)有技術在形成聚醚多元醇之前提純氧化丙烯，但是在混入聚醚多元醇之前，所述氧化丙烯仍然可能被污染。因此，如果提純聚醚多元醇而不是起始成分，那么導致不穩(wěn)定泡沫產物的污染的可能性較小。此外，有利的是提供一種在提純和過濾期間不必經歷大量材料損失的提純聚醚多元醇的方法。而且，假定只有特定聚醚多元醇產物的某些泡沫配方受PPO存在的顯著影響，一種可在需要的基礎上使用的系統(tǒng)也將是有利的。
發(fā)明概述本文公開了一種提純聚醚多元醇以除去非揮發(fā)性雜質的方法。該方法包括下述步驟提供其中存在至少一種數(shù)均分子量為至少25,000的非揮發(fā)性雜質的粗聚醚多元醇，使該粗聚醚多元醇與吸附劑接觸。所述粗聚醚多元醇的接觸是連續(xù)進行足以基本上將所有非揮發(fā)性雜質吸附到吸附劑上的一段時間并且在足以基本上將所有非揮發(fā)性雜質吸附到吸附劑上的條件下進行。下一步，將提純過的聚醚多元醇與吸附劑分離。然后，提純過的聚醚多元醇可以與異氰酸酯反應以形成具有改進穩(wěn)定性的聚氨酯泡沫體。
本發(fā)明提供了一種用提純聚醚多元醇以除去非揮發(fā)性雜質而替代提純起始成分如氧化丙烯的方法。這有助于確保存在較小的聚醚多元醇污染的可能性并且將形成具有提高穩(wěn)定性的聚氨酯泡沫體。而且，根據(jù)本發(fā)明的方法在提純和過濾期間無大量材料損耗的條件下提純聚醚多元醇，并且允許根據(jù)配方要求和/或顯示的性能在需要的基礎上提純聚醚多元醇。


通過參考下面的詳細描述并結合附圖，本發(fā)明的其它優(yōu)點更便于理解并且更加明了圖1是在開口容器中從未污染的聚醚多元醇形成的聚氨酯泡沫體的剖視示意圖；圖2是在對比例1中由其中存在雜質的污染聚醚多元醇形成的聚氨酯泡沫體的剖視示意圖；圖3是在對比例1中形成的聚氨酯泡沫體的頂視示意圖；圖4是實施例1中由提純過的聚醚多元醇形成的聚氨酯泡沫體的剖視示意圖；圖5是實施例1中形成的聚氨酯泡沫體的頂視示意圖；圖6是對比例2中由已知的其中存在雜質的污染聚醚多元醇形成的聚氨酯泡沫體的剖視示意圖；圖7是對比例2中形成的聚氨酯泡沫體的頂視示意圖；圖8是實施例2中由提純過的聚醚多元醇形成的聚氨酯泡沫體的剖視示意圖；和圖9是實施例2中形成的聚氨酯泡沫體的頂視示意圖。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供一種聚氨酯泡沫體和一種提純用于形成所述聚氨酯泡沫體的聚醚多元醇以除去非揮發(fā)性雜質的方法。該方法包括提供粗聚醚多元醇的步驟。術語“粗聚醚多元醇”通常指其中存在非揮發(fā)性雜質的聚醚多元醇。該粗聚醚多元醇可以由或不由工業(yè)上可接受的氧化丙烯(PO)形成。對于本發(fā)明，所述非揮發(fā)性雜質已經被加入到由工業(yè)上可接受的PO形成的聚醚多元醇中以證明所述雜質的副作用并且證明穩(wěn)定聚氨酯泡沫體的成功。應該理解的是，本發(fā)明可以用未經有意污染、但是自被提純后在運輸或儲存中已逐漸污染的可工業(yè)接受的PO實施。本發(fā)明以已經有意污染的聚醚多元醇作為說明性實施例，但是并不意味著僅限于此。
在本發(fā)明中用作原料的PO可通過目前用于生產PO的任何工業(yè)應用途徑獲得。因此，所述PO可通過傳統(tǒng)表氯醇途徑獲得，其中包括氯、丙烯和水反應形成氯丙醇，然后利用氫氧化鈣脫去氯化氫形成PO，或作為選擇，可通過丙烯與有機氫過氧化物在特殊金屬催化劑存在下反應獲得。通過任意一種上述工業(yè)方法獲得的PO可首先進行傳統(tǒng)提純和回收，其中包含除去未反應的反應物、副產物和其它試劑，從而產生迄今所說的滿足市場接受規(guī)范的氧化丙烯。
已經發(fā)現(xiàn)由各種提純方法獲得的PO可能固有地被雜質污染，或可能此后在運輸或儲存過程中被污染，例如在與金屬如碳鋼的接觸過程中逐漸被雜質污染。所述非揮發(fā)性雜質具有至少約25,000道爾頓的分子量。一種具體的有害雜質是分子量為至少45,000道爾頓、優(yōu)選至少約50,000道爾頓，并且一般大于約100,000道爾頓的聚氧化丙烯(PPO)。不局限于特定理論，認為這種污染物妨礙以由這種PPO污染的組合物衍生的聚醚多元醇為基礎生產穩(wěn)定的聚氨酯泡沫體。
還令人驚奇地確定另一種有害雜質可能是溶解形式的聚氧化乙烯(PEO)。這是令人驚奇的，因為通常認為任何合適分子量的PEO在未反應的氧化乙烯(EO)中是不溶的，而且在最終的聚醚多元醇中是PO/EO無規(guī)或嵌段共聚物并且可使用標準技術分離。但是，發(fā)現(xiàn)包含作為嵌段或無規(guī)共聚物的EO和PO混合物的聚醚多元醇含有顯著較高水平的高分子量雜質。應該理解的是雜質可能包括高分子量的PPO和PEO的混合物。但是，為了清楚起見，本發(fā)明以PPO為重點進行描述，但是并不僅限于此。
聚醚多元醇，已知的因實驗評價原因有意引入而包含PPO或由泡沫體不穩(wěn)定性懷疑包含PPO，與吸附劑在足以基本上將所有非揮發(fā)性雜質吸附到吸附劑上的條件上接觸足以基本上將所有非揮發(fā)性雜質吸附到吸附劑上的一段時間。吸附劑的使用量為基于100重量份粗聚醚多元醇計的0.1-5重量份，優(yōu)選0.5-3重量份，并且最優(yōu)選1-1.8重量份。按每單位體積待處理的聚醚多元醇計使用的固體吸附劑的量將不僅隨固體吸附劑對吸收雜質的吸附效率改變，而且還隨接觸時存在的雜質量以及期望的接觸時間和回收效率改變。當處理中使用的吸附劑量大于5重量％時，出現(xiàn)更大的材料損耗，盡管其潛在地更迅速地除去雜質。因此，本領域熟練技術人員可選擇使用大于5重量％的吸附劑。
通過混合粗聚醚多元醇與吸附劑而使聚醚多元醇與吸附劑接觸5-120分鐘，優(yōu)選30-90分鐘，最優(yōu)選45-75分鐘。用吸附劑的處理可以在約10-100℃的溫度范圍內進行。在本發(fā)明中，應當理解的是，本領域熟練技術人員將認識到吸附劑可以以床而非漿體的形式使用。處理時間允許雜質交換、粘附、吸收或吸附到吸附劑上。此外，吸附劑可作為柱組件如色譜一樣使用。
吸附劑選自活性炭、硅藻土、木炭、硅鎂土和粘土中的至少一種。應當理解的是，所述吸附劑也可以是天然和/或合成的硅酸鹽。依照本發(fā)明，已經發(fā)現(xiàn)所述粗聚醚多元醇可以用這些吸附劑提純，從而減少氣孔形成并且具有期望的高發(fā)泡，且在過濾期間沒有損失大量提純過的聚醚多元醇。特別有用的活性炭或木炭包括由褐煤、天然氣碳黑、椰子、甘蔗渣、木材、鋸末、泥煤、果漿廢棄物、血液、骨骼等獲得的那些。具體的活性炭包括Calgon Corporation的粒狀炭，NORIT粒狀活性炭(Central ScientificCompany的產品)，Nuchar活性炭(West Virginia Pulp and PaperCompany的產品)，和ICI AMERICAS公司Darco分公司的產品?？缮虡I(yè)獲得的炭實例包括Type CAL粒狀炭(Calgon Corporation)和NORIT R0.8粒狀活性炭(NORIT Corporation)。
可以在本發(fā)明提純方法中使用的硅鎂土吸附劑可由EngelhardMinerals和Chemicals Corporation公司獲得。通常推薦用于接觸提純的Attapulgus粘土級別為100/UP Mesh RVM和200/UP Mesh RVM。除非需要較高的過濾速率，一般使用較細級別的200/UP RVM，在較高過濾速率的情況下使用100/UP RVM。
另一種合適的吸附劑是硅藻土，對本領域熟練技術人員是公知的，由海洋水成巖或湖泊沉積形成，并且主要由聚集的殼或硅藻屬(桿菌類顯微、單細胞、無花植物)分泌的水硅石藻殼組成。但是，從化學術語上講，硅藻土主要由二氧化硅組成，雖然物理結構與一般遇到的不同。雜質一般包括其它的水生化石、砂子、粘土、火山灰、碳酸鈣、碳酸鎂和硅酸鹽、可溶性鹽和有機物質，雖然基于干質的典型光譜分析可顯示SiO2、CaO、MgO、Al2O3、Fe2O3、Na2O、V2O5和TiO2。從物理術語上講，多數(shù)硅藻土是粉末，具有的平均粒徑在20-0.75微米范圍內，雖然可以獲得具有1.27cm直徑到細粉的聚結體。淡水生硅藻土的實例是以“ODW”銷售的硅藻土(Oil-Dri Corporation，美國)。
混合后，提純過的聚醚多元醇與吸附劑分離。為了將提純過的聚醚多元醇與吸附劑分離，提供一種將吸附劑與被吸附的非揮發(fā)性雜質一起移離提純過的聚醚多元醇的過濾方法。所用的過濾方法可選自可商業(yè)獲得的過濾技術，例如來自Steri Technologies，Inc.的Funda Type壓力過濾器。對某些熟練技術人員來說，許多過濾技術和方法，包括但不限于基本的過濾操作，都可能在其后接著進行最終的過濾步驟以除去極其細的顆粒。
混合物的過濾連續(xù)進行直到基本上除去吸附劑和非揮發(fā)性雜質。優(yōu)選地，提純過的聚醚多元醇通過過濾介質的過濾在壓力0.7-3.5巴(10-50psig)、優(yōu)選0.7-1.7巴(10-25psig)且更優(yōu)選0.7-1巴(10-15psig)下進行。提純過的聚醚多元醇的過濾步驟也連續(xù)進行1-5小時以基本上除去吸附劑和非揮發(fā)性雜質。
在本發(fā)明之前，本領域熟練技術人員可能還沒有如本發(fā)明所描述對完成的聚醚多元醇進行提純，原因在于提純過的聚醚多元醇的潛在損耗并且這是不利的。但是，已經驚奇地發(fā)現(xiàn)當再使用過濾介質時，提純過的聚醚多元醇沒有出現(xiàn)大量的損耗。為了防止提純過的聚醚多元醇大量損失，在粗聚醚多元醇與吸附劑接觸之前，使粗聚醚多元醇通過過濾介質進行預過濾。作為形成聚醚多元醇的標準實踐，在由起始組分形成聚醚多元醇期間，使用附加組分如MAGNESOL和珍珠巖。這些附加組分在加入吸附劑之前通過過濾介質過濾。所述預過濾優(yōu)選在0.7-3.5巴(10-50psig)、優(yōu)選0.7-1巴(10-25psig)且更優(yōu)選0.7-1巴(10-15psig)壓力下進行。
在預過濾完成后，使用相同的過濾介質過濾提純過的聚醚多元醇和吸附劑與吸附的非揮發(fā)性雜質。通過使粗聚醚多元醇與通過相同過濾介質的吸附劑接觸，盡管粗聚醚多元醇的粘度大，但是正如所預計的，提純過的聚醚多元醇沒有經歷大量的損耗。
聚氨酯泡沫體通過使所述提純過的聚醚多元醇與至少一種異氰酸酯以普遍接受的方式并且在本領域熟練技術人員公知的典型反應條件下反應制備。通常，水和/或其它的發(fā)泡劑與其它的傳統(tǒng)材料，例如無機填料、表面活性劑、催化劑、輔助發(fā)泡劑一起使用，提供顯示較少松弛、收縮和/或皺縮的并且具有充分減少的氣孔形成的穩(wěn)定聚氨酯泡沫體。所述異氰酸酯可以包括以包含兩個或多個異氰酸酯基為特征的脂族、脂環(huán)族和芳族異氰酸酯。這樣的異氰酸酯包括二異氰酸酯和高官能度的異氰酸酯，尤其芳族聚異氰酸酯。聚異氰酸酯可以是通過過量的多異氰酸酯與多元醇在標準條件下反應制備的異氰酸酯封端的預聚物，其中多異氰酸酯與多元醇之比可以在約20∶1-2∶1范圍內。
可以使用的異氰酸酯的示例性實例為甲苯-2，4-和2，6-二異氰酸酯或它們的混合物；二苯基甲烷-4，4’-二異氰酸酯和二苯基甲烷-2，4’-二異氰酸酯或其混合物，所述混合物優(yōu)選包含約10重量份2，4’-或更高，以使它們在室溫下為液體；聚亞甲基聚苯基異氰酸酯；萘-1，5-二異氰酸酯；3，3’-二甲基二苯基甲烷-4，4 ’-二異氰酸酯；三苯基-甲烷三異氰酸酯；1，6-己二異氰酸酯；3，3’-二亞甲苯基-4，4-二異氰酸酯；亞丁基-1，4-二異氰酸酯；亞辛基-1，8-二異氰酸酯；4-氯-1，3-亞苯基二異氰酸酯；1，4-、1，3-和1，2-亞環(huán)己基-二異氰酸酯。
下述實施例說明本發(fā)明聚氨酯泡沫體的形成并說明聚氨酯泡沫體的性能，正如這里所述，這些實施例僅用于說明，不對本發(fā)明構成任何限制。
實施例在下述標準例、實施例1和2以及對比例1和2中，形成了聚氨酯泡沫體。在各實施例中，所述泡沫體由下述組分形成聚醚多元醇APLURACOL1509多元醇，其為山梨醇(sorbital)和甘氨酸共引發(fā)的聚合物，全部是被EO封端的PO并且具有約27.5的羥基數(shù)；接枝多元醇BPLURACOL2145多元醇，其為丙烯腈、苯乙烯接枝共聚物，具有45％的固含量；兩者都可以從BASF公司獲得。
在實施例1和對比例1中，將雜質加入多元醇A中，而標準例中的多元醇A沒有污染。加入雜質模擬了在聚醚多元醇由污染的氧化丙烯形成的條件下將會出現(xiàn)的污染。為了制備含有雜質的聚醚多元醇A，將已知含有從市售PO試樣中分離出的高分子量PPO的非揮發(fā)剩余物的試樣溶于溶劑并加入PLURACOL1509多元醇試樣中。被引入具有PPO的多元醇試樣中的溶劑然后在真空下除去。不局限于理論限制，認為剩余的組分是高分子量雜質。該雜質用溶劑稀釋，稀釋到雜質濃度為每毫升溶液7.3毫克(mg)。溶劑為四氫呋喃。因此，在6ml溶液中將存在43.8mg雜質。為了形成用于實施例1和對比例1的污染多元醇A，在1200克(g)多元醇A中摻入6mL雜質濃度為7.3mg/ml的污染物。
下表列出了各實施例中用于形成泡沫體的組成名細和所生產的泡沫體的高度和重量。
表1聚氨酯泡沫體配方

交聯(lián)劑為NIAXDEOA-LF，可由Union Carbide獲得。催化劑A為DABCOBL-11，催化劑B為DABCO33 LV，表面活性劑為DABCODC5043，均可由Air Products獲得。異氰酸酯是甲苯二異氰酸酯(TDI)，可由BASF Corp獲得。
每個試樣都使用表1相應標題細目下的重量份形成。在標準例中，混合物的總量為690g。在690g中，樹脂為424克，異氰酸酯為265.9g(異氰酸酯指數(shù)110)。多元醇A的用量為304.8g，多元醇B的用量為87.1g。表面活性劑的用量為3.92g，同時水和催化劑作為混合物以28.33g的量使用。標準例中使用的多元醇A沒有在形成聚氨酯泡沫體之前被雜質污染并且已知產生了穩(wěn)定的聚氨酯泡沫體。
對于實施例1和對比例1，混合物的總量為690g。在690g中，樹脂為424克，異氰酸酯為265.9g(異氰酸酯指數(shù)110)。多元醇A的用量為304.8g，多元醇B的用量為87.1g。表面活性劑的用量為3.92g，同時水和催化劑作為混合物以28.33g的量使用。但是，對于這些實施例中的每一個，多元醇A都在形成聚氨酯泡沫體之前如上所述被污染。
在實施例1中，聚醚多元醇A用活性炭處理以在形成聚氨酯泡沫體之前將基本上所有的雜質吸附到吸附劑上。具體地，正如本領域熟練技術人員公知的制備多元醇的方法，在用活性炭處理之前，1200g污染的多元醇A試樣用酸式硅酸鎂、珍珠巖和水在95℃下處理3小時。酸式硅酸鎂以基于100重量份多元醇A計的1.5重量份的量使用，珍珠巖以基于100重量份多元醇A計的0.2重量份的量使用。水以基于100重量份多元醇A計的3.0重量份的量使用。下一步，粗多元醇A在約6-10mm Hg的真空下通過標準濾紙過濾約120分鐘以除去MAGNESOL和珍珠巖，水通過公知方法汽提除去。過濾介質形成濾餅，保留后者用于附加過濾。
然后以基于100重量份多元醇A計1.5重量份的量用活性炭處理多元醇A約3小時。然后，多元醇A在約6-10mm Hg的真空下通過濾餅過濾約120分鐘以除去活性炭。提純過的多元醇A然后用于制備聚氨酯泡沫體。
對于對比例1，正如本領域熟練技術人員公知的處理多元醇的方法，400g被污染的多元醇A試樣用酸式硅酸鎂、珍珠巖和水在95℃下處理3小時。酸式硅酸鎂以基于100重量份多元醇A計的1.5重量份的量使用，珍珠巖以基于100重量份多元醇A計的0.2重量份的量使用。水以基于100重量份多元醇A計的3.0重量份的量使用。多元醇A在約6-10mm Hg的真空下通過標準濾紙過濾約120分鐘以除去MAGNESOL和珍珠巖。粗多元醇A然后用于制備聚氨酯泡沫體。
在實施例2和對比例2中，已知多元醇A中存在高分子量雜質并且已知所生產的聚氨酯泡沫體將皺縮。在這些實施例形成的聚氨酯泡沫體中，混合物的總量為690g。在690g中，樹脂為425克，異氰酸酯為265.3g(異氰酸酯指數(shù)110)。多元醇A的用量為261.6g，多元醇B的用量為130.8g。表面活性劑的用量為3.92g，同時水和催化劑作為混合物以28.37g的量使用。
在實施例2中，聚醚多元醇A用硅藻土處理以提純多元醇A。正如本領域熟練技術人員公知的制備多元醇的方法，在用硅藻土處理之前，多元醇A用酸式硅酸鎂、珍珠巖和水在95℃下處理3小時。酸式硅酸鎂以基于100重量份多元醇A計的1.5重量份的量使用，珍珠巖以基于100重量份多元醇A計的0.2重量份的量使用。水以基于100重量份多元醇A計的3.0重量份的量使用。下一步，粗多元醇A在約6-10mm Hg的真空下通過標準濾紙過濾約120分鐘以除去MAGNESOL和珍珠巖，水通過公知方法汽提除去。過濾介質形成濾餅，保留后者用于附加過濾。
然后以基于100重量份多元醇A計的1.5重量份的量用硅藻土處理多元醇A3小時。然后，多元醇A在約6-10mm Hg的真空下通過濾餅過濾約120分鐘以除去硅藻土。提純過的多元醇A然后用于制備聚氨酯泡沫體。
對于對比例2，聚醚多元醇A不用硅藻土處理。正如本領域熟練技術人員公知的制備多元醇的方法，多元醇A用酸式硅酸鎂、珍珠巖和水在95℃下處理3小時。酸式硅酸鎂以基于100重量份多元醇A計的1.5重量份的量使用，珍珠巖以基于100重量份多元醇A計的0.2重量份的量使用。水以基于100重量份多元醇A計的3.0重量份的量使用。下一步，粗多元醇A在約6-10mm Hg的真空下通過標準濾紙過濾約120分鐘以除去MAGNESOL和珍珠巖，水通過公知方法汽提除去。然后，粗多元醇A用于制備聚氨酯泡沫體。
對于上述每個實施例，工藝條件都為如下所述的相同條件。組分的溫度為環(huán)境溫度，25℃。所用的混合器是使用3英寸German攪刀(mix blade)以100％操作的Dayton變速直流電機混合器。樹脂混合時間為高速45秒并且在1-夸脫牛奶振動杯中進行混合。泡沫體混合時間為在2400-3600RPMs下6秒，然后轉移到5加侖payliner桶中，該混合物灌注12秒。
標準實施例生產了如圖1中19升(5加侖)桶剖視示意圖所示(無刻度)的聚氨酯泡沫體。換句話說，實際的泡沫體試樣按照標準例制備，而圖1是其實際代表。該泡沫體具有的泡沫高度為385，泡沫重量為560g。該泡沫體基本上無任何內部空隙，即使在桶的底部存在輕微的剪切皺縮也是如此。該聚氨酯泡沫體的表面是光滑的并顯示良好的穩(wěn)定性。
圖2顯示了對比例1形成的其中存在雜質的聚氨酯泡沫體的剖視圖。圖3是對比例1形成的聚氨酯泡沫體的頂視圖。換句話說，實際的泡沫體試樣依照對比例1制備，而圖2和3是其實際代表。泡沫體具有的泡沫高度為330mm，泡沫重量為552g。相對標準例，泡沫高度下降了約9.5％。該泡沫體具有許多內部空隙并且沿桶邊存在大量的剪切皺縮。參照圖3，該聚氨酯泡沫體的表面顯示出不穩(wěn)定性，表示有表面下的空隙。
圖4顯示了實施例1形成的聚氨酯泡沫體的截面圖，其中已經用活性炭從多元醇A過濾除去雜質。圖5是實施例1形成的聚氨酯泡沫體的頂視圖。換句話說，實際的泡沫體試樣按照實施例1制備，而圖4和5是其實際代表。泡沫體具有的泡沫高度為345mm，泡沫重量為557g。相對標準例，實施例1中泡沫高度僅下降了約5.5％，并且重量僅下降了0.5％。實施例1生產的泡沫體優(yōu)于對比例1生產的泡沫體，原因在于多元醇A中的雜質已被除去。泡沫體具有的內部空隙比對比例1生產的泡沫體少。參照圖5，聚氨酯泡沫體的表面更光滑，這說明表面下的空隙更少，泡沫體更穩(wěn)定。
圖6顯示了對比例2中由已知的被污染的多元醇A制備的聚氨酯泡沫體。圖7是在對比例2中形成的聚氨酯泡沫體的頂視圖。換句話說，實際的泡沫體試樣按照對比例2制備，而圖6和7是其實際代表。該泡沫體具有的泡沫高度僅為135mm，原因在于泡沫體因雜質的存在而皺縮。參照圖7，該聚氨酯泡沫體的表面顯示大量的表面下空隙和表面空隙。
圖8顯示了實施例2形成的聚氨酯泡沫體的截面圖，其中已經從多元醇A過濾除去雜質。圖9是實施例2形成的聚氨酯泡沫體的頂視圖。換句話說，實際的泡沫體試樣按照實施例制備，而圖8和9是其實際代表。泡沫體具有的泡沫高度為335mm。相對于對比例2，由于從多元醇A中除去了雜質，泡沫高度提高了約148％。雖然泡沫體中確實存在某些內部空隙，但與對比例2生產的泡沫體相比顯著改善。參照圖9，聚氨酯泡沫體的表面更光滑，這說明表面下的空隙更少，泡沫體更穩(wěn)定。
雖然本發(fā)明已經參照示例性的實施方式進行了描述，但是本領域熟練技術人員應該理解的是，可以在不脫離本發(fā)明范圍內作任何改變和對其中的元素進行等量替換。另外，可以在不脫離本發(fā)明實際范圍下對本發(fā)明方法作多方改進以適應實際情況或材料。因此，本發(fā)明將不局限于作為實施本發(fā)明的最佳模式公開的具體實施方式
，但是本發(fā)明將包括落入附屬的權利要求范圍內的所有實施方式。
權利要求
1.一種提純聚醚多元醇以除去非揮發(fā)性雜質的方法，所述方法包括提供其中存在至少一種數(shù)均分子量為至少25,000道爾頓的非揮發(fā)性雜質的粗聚醚多元醇；使所述粗聚醚多元醇與吸附劑在足以將基本上所有非揮發(fā)性雜質吸附到吸附劑上的條件下接觸足以將基本上所有非揮發(fā)性雜質吸附到吸附劑上的時間；并且將提純過的聚醚多元醇與吸附劑分離。
2.如權利要求1所述的方法，其中進一步包括從活性炭、硅藻土、木炭、硅鎂土和粘土中的至少一種選擇吸附劑的步驟。
3.如權利要求1所述的方法，其中提純過的聚醚多元醇的分離步驟進一步被限定為提供過濾介質以將吸附劑與被吸附的非揮發(fā)性雜質從提純過的聚醚多元醇濾除。
4.如權利要求3所述的方法，其中進一步包括將提純過的聚醚多元醇與吸附劑以及被吸附的非揮發(fā)性雜質的混合物通過過濾介質過濾以基本上除去吸附劑和非揮發(fā)性雜質的步驟。
5.如權利要求4所述的方法，其中過濾提純過的聚醚多元醇的步驟進一步被限定為在0.7-3.5巴(10-50psig)的壓力下通過過濾介質過濾所述聚醚多元醇。
6.如權利要求4所述的方法，其中過濾提純過的聚醚多元醇的步驟連續(xù)進行1-5小時以基本上除去吸附劑和非揮發(fā)性雜質。
7.如權利要求3所述的方法，其進一步包括在所述粗聚醚多元醇與吸附劑接觸之前通過過濾介質預過濾所述粗聚醚多元醇的步驟。
8.如權利要求7所述的方法，其中預過濾所述粗聚醚多元醇的步驟在0.7-3.5巴(10-50psig)的壓力下進行。
9.如權利要求7所述的方法，其進一步包括在所述粗聚醚多元醇與吸附劑接觸之后通過與用于預過濾所述粗聚醚多元醇相同的過濾介質將提純過的聚醚多元醇和吸附劑以及被吸附的非揮發(fā)性雜質過濾的步驟。
10.如權利要求1所述的方法，其中所述粗聚醚多元醇與吸附劑接觸的步驟被進一步限定為混合粗聚醚多元醇與吸附劑。
11.如權利要求10所述的方法，其中混合所述粗聚醚多元醇與吸附劑的步驟進行5-120分鐘。
12.如權利要求1所述的方法，其中提供具有非揮發(fā)性雜質的粗聚醚多元醇的步驟進一步限定為提供其中存在數(shù)均分子量至少為45,000道爾頓的聚氧化丙烯和聚氧化乙烯中的至少一種的粗聚醚多元醇。
13.一種形成聚氨酯泡沫體的方法，所述方法包括以下步驟使其中存在數(shù)均分子量為至少25,000道爾頓的非揮發(fā)性雜質的聚醚多元醇與吸附劑在足以將基本上所有非揮發(fā)性雜質吸附到吸附劑上的條件下接觸足以將基本上所有非揮發(fā)性雜質吸附到吸附劑上的時間；在粗聚醚多元醇與吸附劑接觸后將提純過的聚醚多元醇與吸附劑分離；并且使提純過的聚醚多元醇與至少一種異氰酸酯反應以生產與使用粗聚醚多元醇制備的泡沫體相比穩(wěn)定性得到提高的聚氨酯泡沫體。
全文摘要
本發(fā)明提供聚氨酯泡沫體和一種提純用于形成所述聚氨酯泡沫體的聚醚多元醇以除去非揮發(fā)性雜質的方法。所述方法包括提供其中存在非揮發(fā)性雜質的粗聚醚多元醇的步驟。所述粗聚醚多元醇與從活性炭、硅藻土、木炭、硅鎂土和粘土的至少一種選擇的吸附劑接觸以除去雜質并過濾以形成提純過的聚醚多元醇。由于本身粘度較高，所述粗聚醚多元醇的過濾通過在加入吸附劑之前的預過濾步驟和除去吸附劑的過濾步驟兩者中都使用的過濾介質進行以減少提純過的聚醚多元醇的損失。然后，提純過的聚醚多元醇用于形成具有改進的穩(wěn)定性的聚氨酯泡沫體。
文檔編號C08G18/65GK1938362SQ200580010739
公開日2007年3月28日 申請日期2005年3月2日 優(yōu)先權日2004年3月31日
發(fā)明者D·D·彼得斯, J·S·斯派爾, A·格爾沙諾維奇 申請人:巴斯福公司