聚醚多元醇PPG-8000的合成研究

冯 磊

(江苏利宏科技发展有限公司，江苏 淮安 223200)

硅烷改性聚醚密封胶(简称MS密封胶)，它是以端硅氧烷基聚醚(聚醚为主链，两端为硅氧烷封端)为基础而制备的高性能环保密封胶，该密封胶主要用于建筑、工业、装修、汽车制造等领域[1]。

硅烷改性聚醚密封胶技术于80年代在日本和欧美等国开发并进入市场，我国在该技术领域起步相对较晚，技术不够成熟。近年来，国内已有多家科研单位开始着手硅烷改性聚醚的合成及密封胶的研制工作[2]。但在研制和后期应用中仍存在一些问题：首先是国内聚醚PPG原料不稳定，产品分子量分布宽，硅烷改性聚醚密封剂性能稳定性不够。其次，产品在国内应用不多，在一定程度上限制了市场推广。但是，随着我国密封剂相关方面环保要求越来越高使硅烷改性密封剂的优越性慢慢体现出来，硅烷改性聚醚密封剂在我国建筑业市场的应用前景越来越大。因此，质量稳定的硅烷改性聚醚密封剂用高分子PPG聚醚多元醇已成为近年来研究的焦点[3]。

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

1.1.1试剂

环氧丙烷(PO)，工业品，聚醚多元醇N-220(f为2，羟值56.2 mg KOH/g)；自制；催化剂DMC，工业级；华阴市中实精细化工有限公司；羟值测定所用试剂：苯酐，吡碇，氢氧化钠，酚酞，分析纯。

1.1.2仪器设备

羟值测定仪；凝胶渗透色谱。

1.2 实验操作

投料前保证10L釜清洁和干燥，投1700 g聚醚多元醇220共和MMC并试压，不漏后经氮气置换至含氧量合格，升温至125～130 ℃抽真空至-0. 098 Mpa，脱水1.5 h，关真空从加料罐压入复配好的催化剂，开始缓慢滴加环氧丙烷，在一定温度下进行开环聚合反应，加料5200 g完毕后继续熟化反应1 h。然后在110～120 ℃抽真空脱除未反应的残留单体，降温至80 ℃即得成品。

1.3 性能参数测试

羟值按标准 GB/T12008.3-2009 的方法测定;

黏度(25 ℃)按 GB/T 12008.7-2010 的方法测定;

分子量分布系数按 GB/T 21863-2008 凝胶渗透色谱法(GPC)的方法测定。

2 结果与讨论

2.1 反应时间对聚醚多元醇的影响

其他条件固定，改变开环聚合反应时间，其对弹性体聚醚多元醇性能的影响。其测试结果见表 1。

表1 反应时间对聚醚多元醇的影响

从表1可知当反应时间短时，得到的聚醚黏度大，分子量分布宽，羟值大说明反应时间短，通料速度太快时副反应较多对性能影响较大，且反应温度不易控制。当反应时间达到9 h以上时得到的聚醚黏度小，分子量分布窄，羟值稳定，反应时间过长对于产品质量没有明显提高，综合考虑聚醚的质量和反应效率选择反应时间为9～10 h较为适宜。

2.2 反应温度对聚醚多元醇的影响

其他条件固定，改变开环聚合反应温度，其对弹性体聚醚多元醇性能的影响。其测试结果见表2。

表2 反应温度对聚醚多元醇的影响

从表2可知当反应温度增加，得到的聚醚黏度增大，分子量分布宽，羟值变大，说明反应温度高副反应较多对性能影响较大。当聚合温度为115～135 ℃时，产物的分子量分布指数较小(1.16)，符合要求。反应温度过低，反应周期长，后期老化时间延长，有部分环氧化物不能完全反应，羟值偏大，兼顾聚醚的质量和反应效率，选择125～135 ℃的合成温度较适宜。

2.3 催化剂用量对聚醚多元醇的影响

其他条件固定，改变催化剂用量，其对弹性体聚醚多元醇性能的影响。其测试结果见表3。

表3 催化剂用量对聚醚多元醇的影响

从表3可知当催化剂用量增加，得到的聚醚黏度增大，分子量分布宽，说明催化剂用量大时，反应太快副反应较多对性能影响较大。当催化剂用量超过40 mg/kg时，外观呈粉红色，不符合要求。当催化剂用量过少时，反应不完全，导致羟值偏大。所以选择催化剂用量为30 mg/kg的用量较为适宜。

3 结论

以N-220为起始剂在催化剂DMC催化下与环氧丙烷反应制得的PPG-8000聚醚多元醇。控制反应温度125～135 ℃、催化剂用量30 mg/kg和反应时间9～10 h制得的聚醚多元醇外观呈无色透明、分子量分布窄、黏度小和羟值稳定的优点。