過(guò)氧化氫減少聚醚多元醇中揮發(fā)性醛類(lèi)物質(zhì)的工藝研究

秦好輝，呂志果

（1. 青島科技大學(xué)， 山東 青島 266000； 2. 山東藍(lán)星東大化工有限責(zé)任公司, 山東 淄博 255000）

過(guò)氧化氫減少聚醚多元醇中揮發(fā)性醛類(lèi)物質(zhì)的工藝研究

秦好輝1,2，呂志果1

（1. 青島科技大學(xué)， 山東 青島 266000； 2. 山東藍(lán)星東大化工有限責(zé)任公司, 山東 淄博 255000）

使用過(guò)氧化氫對(duì)聚醚多元醇進(jìn)行特殊工藝處理，檢測(cè)處理前后聚醚多元醇揮發(fā)性醛類(lèi)物質(zhì)。結(jié)果表明，工藝處理可以有效減少聚醚多元醇中揮發(fā)性醛類(lèi)物質(zhì)（甲醛、乙醛、丙烯醛），顯著降低聚醚多元醇?xì)馕?，滿(mǎn)足了聚氨酯行業(yè)對(duì)聚醚多元醇低氣味的要求。

過(guò)氧化氫；聚醚多元醇；揮發(fā)性醛類(lèi)

聚醚多元醇是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于造紙、紡織、印染、合成革、涂料、粘合劑、彈性體、泡沫塑料、密封劑及石油開(kāi)發(fā)等工業(yè)，是生產(chǎn)聚氨酯(PU)制品的主要原料[1,2]。隨著人們環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)，聚氨酯制品存在的揮發(fā)性、高氣味等問(wèn)題已經(jīng)成為限制其應(yīng)用的重要因素［1,2］。如在汽車(chē)行業(yè)，國(guó)家于2012年3月1日發(fā)布實(shí)施了乘用車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南（GB/T 27630—2011），該標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了車(chē)內(nèi)空氣中甲醛、乙醛等揮發(fā)醛類(lèi)物質(zhì)含量。作為制造汽車(chē)內(nèi)飾材料的重要原料，聚醚多元醇本身含有的醛類(lèi)物質(zhì)是車(chē)內(nèi)醛類(lèi)物質(zhì)釋放的來(lái)源之一，如何除去聚醚多元醇中的揮發(fā)性醛類(lèi)物質(zhì)也成為困擾聚醚多元醇生產(chǎn)的重要難題。

本文使用過(guò)氧化氫對(duì)聚醚多元醇進(jìn)行工藝處理取得了顯著的去除揮發(fā)性醛類(lèi)物質(zhì)的效果，并經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)得到了除去揮發(fā)性醛類(lèi)物質(zhì)的最佳反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間及最合適的過(guò)氧化氫加入配比。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料

聚醚多元醇EP-330NG，工業(yè)級(jí)，山東藍(lán)星東大化工有限責(zé)任公司；30%過(guò)氧化氫，分析純，煙臺(tái)市雙雙化工有限公司。

1.2 主要儀器和設(shè)備

3L不銹鋼反應(yīng)釜；旋片式真空泵；電子天平；DK-300A頂空進(jìn)樣器，南京科捷分析儀器有限公司；氣相色譜儀GC7890，安捷倫科技有限公司。

1.3 聚醚多元醇處理工藝

將聚醚多元醇加入反應(yīng)釜中，升溫?cái)嚢?，將過(guò)氧化氫通過(guò)插入不銹鋼反應(yīng)釜底部的進(jìn)料管線(xiàn)慢慢加入釜中，之后繼續(xù)升溫至130 ℃，開(kāi)啟真空泵，在緩慢氮?dú)夤呐莸那闆r下進(jìn)行真空脫除2 h，冷卻得到產(chǎn)品，利用頂空氣相色譜法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 反應(yīng)溫度對(duì)揮發(fā)性醛類(lèi)物質(zhì)的影響

加入到聚醚多元醇中的過(guò)氧化氫會(huì)將聚醚多元醇中的醛類(lèi)物質(zhì)氧化，理論上溫度越高越有利于其氧化反應(yīng)。而過(guò)高的反應(yīng)溫度會(huì)導(dǎo)致過(guò)氧化氫分解，而分解產(chǎn)生和氧化反應(yīng)生存的氧氣在過(guò)高的溫度下也會(huì)將聚醚多元醇氧化，導(dǎo)致聚醚多元醇產(chǎn)品顏色變黃，影響聚醚多元醇的后續(xù)使用。因此選擇了本工作較低的反應(yīng)溫度以避免上述問(wèn)題發(fā)生，不同溫度對(duì)揮發(fā)性醛類(lèi)物質(zhì)含量測(cè)定結(jié)果如表1所示。

表1 不同溫度下聚醚多元醇揮發(fā)性醛類(lèi)物質(zhì)含量Table 1 Volatile aldehydes content of polyether polyols at different temperatures 10-6

2.2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)揮發(fā)性醛類(lèi)物質(zhì)的影響

加入到聚醚多元醇中的過(guò)氧化氫與聚醚多元醇中的醛類(lèi)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間太短會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)不完全，不能將聚醚多元醇中的醛類(lèi)物質(zhì)全部反應(yīng)掉，而反應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)增加前述導(dǎo)致聚醚多元醇顏色變黃影響后續(xù)產(chǎn)品使用的幾率，并且太長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間如應(yīng)用于生產(chǎn)的話(huà)會(huì)增加產(chǎn)品成本，因此需分別考察不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)聚醚多元醇的揮發(fā)性醛類(lèi)物質(zhì)影響，其結(jié)果如表2所示。

表2 不同反應(yīng)時(shí)間下聚醚多元醇揮發(fā)性醛類(lèi)物質(zhì)含量Table 2 Volatile aldehydes content of polyether polyols at different reaction time 10-6

2.3 過(guò)氧化氫加入配比對(duì)揮發(fā)性醛類(lèi)物質(zhì)的影響

過(guò)氧化氫加入量是方案考察的重要部分，如加入過(guò)氧化氫過(guò)多，會(huì)增加后期分離成本，而加入量過(guò)少，則不能起到既定作用。因此需確定一個(gè)合適的加入配比，既能達(dá)到預(yù)期效果，又能節(jié)省原料和能源成本。不同的加入配比對(duì)聚醚多元醇揮發(fā)性醛類(lèi)物質(zhì)影響結(jié)果如表3所示。

表3 不同加入配比（聚醚多元醇：過(guò)氧化氫，質(zhì)量比）下聚醚多元醇揮發(fā)性醛類(lèi)物質(zhì)含量Table 3 Volatile aldehydes content of polyether polyols at different proportion（sPolyether polyol：Hydrogen peroxide，mass ratio） 10-6

3 結(jié) 論

（1）溫度、反應(yīng)時(shí)間、加入配比是利用過(guò)氧化氫對(duì)聚醚多元醇進(jìn)行工藝處理的重要影響因素，在溫度60 ℃，按聚醚多元醇與過(guò)氧化氫質(zhì)量比為100∶1的配比加入過(guò)氧化氫，恒溫反應(yīng)1 h后聚醚多元醇的揮發(fā)性醛類(lèi)物質(zhì)含量顯著減少，同時(shí)對(duì)聚醚多元醇產(chǎn)品無(wú)不良影響，效果最佳。

（2）本文所述工藝既可以顯著去除聚醚多元醇揮發(fā)性醛類(lèi)物質(zhì)，同時(shí)又可以降低聚醚多元醇?xì)馕丁?/p>

（3）本文所述工藝簡(jiǎn)單易行，成本低廉，無(wú)需設(shè)備改造既可以廣泛應(yīng)用于聚醚多元醇批量生產(chǎn)中。

［1］李小斌，曹宏斌，張懿．國(guó)內(nèi)聚醚多元醇的生產(chǎn)現(xiàn)狀及技術(shù)進(jìn)展[J]．現(xiàn)代化工，2004，24(1)：36-39.

［2］朱呂民，劉益軍．聚氨酯泡沫塑料[M].第3版．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005：146-151.

Process Research on Reduction of Volatile Aldehydes From Polyether Polyols by Using Hydrogen Peroxide

QIN Hao-hui1,2，LV Zhi-guo2
（1. Qingdao University of Science & Technology, Shandong Qingdao 26600，China；2. Shandong Bluestar Dongda Chemical Industry Co., Ltd., Shandong Zibo 25500，China）

Hydrogen peroxide was used to treat polyether polyols by special process. Amount of volatile aldehydes in polyether polyols before and after the treatment was measured. The results show that the treatment process with hydrogen peroxide can effectively reduce volatile aldehydes (e.g. formaldehyde, acetaldehyde, acrolein) in polyether polyols and thus significantly diminish the odor of polyether polyols, which can satisfy the low odor requirement of polyether polyols from the polyurethane industry.

Hydrogen peroxide；Polyether polyols；Volatile aldehydes

TQ 028

A

1671-0460（2015）01-0049-02

2014-07-16

秦好輝（1987-），男，山東淄博人，2009年畢業(yè)于安徽工業(yè)大學(xué)高分子材料與工程專(zhuān)業(yè)，研究方向：從事聚醚多元醇合成及催化劑制備工作。E-mail：qinhaohui123@163.com。