CN104448276B - 一种基于马来酸酐改性油脂肪酸制备聚酯多元醇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于马来酸酐改性油脂肪酸制备聚酯多元醇的方法，属于化学合成领域，包括以下步骤，步骤一：油脂肪酸脱水：将油脂肪酸、抗氧剂、粉末活性炭，加入到聚酯釜中进行脱水。步骤二：油脂肪酸马来酸酐酸化反应：将脱水油脂肪酸，加入阻聚剂、马来酸酐，进行酸化反应，得到马来酸酐酸化油脂肪酸产物。步骤三：酯化反应：将步骤二得到的产物，降温后加入多元醇、PTA废料、尼龙酸、催化剂，进行酯化反应，最后降温过滤除去固体物，即得到与聚醚多元醇和烃类发泡剂相容性好的改性油脂肪酸酯基聚酯多元醇。
Description
技术领域
本发明属于化学合成领域，具体涉及一种基于马来酸酐改性油脂肪酸制备聚酯多元醇的方法。
背景技术
用来制备聚氨酯泡沫的芳族聚酯多元醇组合料，除了其他的组分外，还包括烃类发泡剂，在组合料中的溶解性较差，特别是在芳族聚酯多元醇中的溶解性更差，烃发泡剂会与组合料中的聚酯多元醇组分发生相分离，可能导致生产出来的泡沫制品密度降低，影响其质量。脂肪酸、脂肪醇、脂肪酰胺和脂肪酸酯均能起到提高烃发泡剂与组合料中的聚酯多元醇相容性的目的。油脂肪酸主要从动植物油脂中提取，也可以从地沟油中提取油脂肪酸，废弃地沟油的合理利用是全世界面临的一个重要难题。
在石油资源日益紧张的今天，利用可再生的油脂肪酸代替石油合成高分子材料是十分必要的。这样做，不但实现了废物的综合利用，生产的高分子材料还可以自然降解、降低生产成本，防止地沟油重返餐桌，保障了人们的饮食健康。
现有聚酯多元醇生产多数是用石油化工原料生产的，有着成本高、不能自然降解、不能适应社会可持续发展的要求的缺点。用改性油脂肪酸生产聚酯多元醇，不仅成本低、与烃类发泡剂相容性好，还可以自然降解，合理利用油脂肪酸资源，造福于社会。因此，利用油脂肪酸、PTA废料、己二酸副产尼龙酸生产改性脂肪酸酯基聚酯多元醇是十分必要的。
发明内容
发明目的：
本发明的目的是提供一种基于马来酸酐改性油脂肪酸制备聚酯多元醇的方法。通过油脂肪酸、马来酸酐、PTA废料、己二酸副产尼龙酸生产改性脂肪酸酯基聚酯多元醇，不仅成本低、与烃类发泡剂相容性好，还可以自然降解，合理利用油脂肪酸资源，造福于社会，使其能够替代部分或全部聚醚多元醇生产不同密度的聚氨酯泡沫。
技术方案：
一种基于马来酸酐改性油脂肪酸制备聚酯多元醇的方法，包括以下步骤：
步骤一：油脂肪酸脱水：按照质量份数计，将油脂肪酸30~60份、1010抗氧剂0.06~0.1份、粉末活性炭0.2~1份，加入到5升聚酯釜中，搅拌并加热至130～140℃，负压至-0.005MPa，脱水2小时，得到脱水油脂肪酸；
步骤二：油脂肪酸马来酸酐酸化反应：将阻聚剂对苯二酚0.06~0.1份、马来酸酐10~20份，加入步骤一得到的脱水油脂肪酸中，在釜温度为180～235℃下，常压反应5～6小时，得到马来酸酐酸化油脂肪酸产物；
步骤三：酯化反应：将步骤二得到的马来酸酐酸化油脂肪酸产物，降温140℃，加入甘油20~60份、二甘醇30~60份、PTA废料5~20份、尼龙酸5~20份、酯化催化剂醋酸锑0.06~0.1份，釜内温度调至190～230℃下，常压反应4～5小时后，将釜内温度调解至190～240℃，减压反应3～4小时，釜内压力为-0.040MPa～-0.080MPa，测定酸值≤2mgKOH／g时，降温至120℃过滤除去固体物，即得到与聚醚多元醇和烃类发泡剂相容性好的改性脂肪酸酯基聚酯多元醇。
所述的聚酯多元醇羟值:409~425mgKOH／g，酸值：1.59~1.65mgKOH／g，水分0.1%。
所述的PTA废料为PTA落地料、干燥的PTA水池料或PTA管道料中的一种或多种；所述的尼龙酸按质量计，含己二酸50%，戊二酸25%，丁二酸25%。
所述的过滤采用是聚酯熔体过滤器过滤。
优点效果：
本发明的优点在于：通过油脂肪酸、马来酸酐、PTA废料、己二酸副产尼龙酸生产改性脂肪酸酯基聚酯多元醇，不仅成本低、与聚醚多元醇、与烃类发泡剂相容性好，还可以自然降解，合理利用油脂肪酸资源，造福于社会，可以替代部分或全部聚醚多元醇生产不同密度的聚氨酯硬质泡沫，制备得到的聚氨酯硬质泡沫质量好，而且成本低，可用于管道、门板、彩钢板、冷库和外墙喷涂保温等方面。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
按照以下步骤制备改性油脂肪酸酯基聚酯多元醇：
（1）油脂肪酸脱水：将油脂肪酸将500g、1010抗氧剂1g、粉末活性炭3g，加入到5升聚酯釜中，搅拌并加热至130～140℃，负压至-0.005MPa（表压）脱水2h。
（2）油脂肪酸马来酸酐酸化反应：将步骤（1）得到的脱水油脂肪酸，加入阻聚剂对苯二酚1g、马来酸酐170g，在釜温度为180～235℃下，常压反应5～6小时，得到马来酸酐酸化油脂肪酸产物。
（3）酯化反应：将步骤（2）得到的产物，降温140℃，加入甘油500g、二甘醇530g、PTA废料170g、尼龙酸170g、酯化催化剂醋酸锑1g。釜内温度调至190～230℃下，常压反应4～5小时后，将釜内温度调解至190～240℃，减压反应3～4小时，釜内压力为-0.040MPa～-0.080MPa（表压），测定酸值≤2mgKOH／g时，降温至120℃，采用聚酯熔体过滤器除去固体物，即得到低成本，与聚醚多元醇和烃类发泡剂相容性好的改性脂肪酸酯基聚酯多元醇。
产品指标：羟值:425mgKOH／g，酸值：1.59mgKOH／g，水分0.1%。
实施例2：
按照以下步骤制备改性油脂肪酸酯基聚酯多元醇：
（1）油脂肪酸脱水：将油脂肪酸将500g、1010抗氧剂1g、粉末活性炭3g，加入到5升聚酯釜中，搅拌并加热至130～140℃，负压至-0.005MPa（表压）脱水2h。
（2）油脂肪酸马来酸酐酸化反应：将步骤（1）得到的脱水油脂肪酸，加入阻聚剂对苯二酚1g、马来酸酐150g，在釜温度为180～235℃下，常压反应5～6小时，得到马来酸酐酸化油脂肪酸产物。
（3）酯化反应：将步骤（2）得到的产物，降温140℃，加入甘油400g、二甘醇360g、PTA废料100g、尼龙酸100g、酯化催化剂醋酸锑0.8g。釜内温度调至190～230℃下，常压反应4～5小时后，将釜内温度调解至190～240℃，减压反应3～4小时，釜内压力为-0.040MPa～-0.080MPa（表压），测定酸值≤2mgKOH／g时，降温至120℃，采用聚酯熔体过滤器除去固体物，即得到低成本，与聚醚多元醇和烃类发泡剂相容性好的改性脂肪酸酯基聚酯多元醇。
产品指标：羟值:409mgKOH／g，酸值：1.65mgKOH／g，水分0.1%。
实施例3：
按照以下步骤制备改性油脂肪酸酯基聚酯多元醇：
（1）油脂肪酸脱水：将油脂肪酸将300g、1010抗氧剂0.6g、粉末活性炭2g，加入到5升聚酯釜中，搅拌并加热至130～140℃，负压至-0.005MPa（表压）脱水2h。
（2）油脂肪酸马来酸酐酸化反应：将步骤（1）得到的脱水油脂肪酸，加入阻聚剂对苯二酚0.6g、马来酸酐100g，在釜温度为180～235℃下，常压反应5～6小时，得到马来酸酐酸化油脂肪酸产物。
（3）酯化反应：将步骤（2）得到的产物，降温140℃，加入甘油200g、二甘醇270g、PTA废料50g、尼龙酸50g、酯化催化剂醋酸锑0.6g。釜内温度调至190～230℃下，常压反应4～5小时后，将釜内温度调解至190～240℃，减压反应3～4小时，釜内压力为-0.040MPa～-0.080MPa（表压），测定酸值≤2mgKOH／g时，降温至120℃，采用聚酯熔体过滤器除去固体物，即得到低成本，与聚醚多元醇和烃类发泡剂相容性好的改性脂肪酸酯基聚酯多元醇。
产品指标：羟值:415mgKOH／g，酸值：1.62mgKOH／g，水分0.09%。
实施例4：
按照以下步骤制备改性油脂肪酸酯基聚酯多元醇：
（1）油脂肪酸脱水：将油脂肪酸将600g、1010抗氧剂1g、粉末活性炭10g，加入到5升聚酯釜中，搅拌并加热至130～140℃，负压至-0.005MPa（表压）脱水2h。
（2）油脂肪酸马来酸酐酸化反应：将步骤（1）得到的脱水油脂肪酸，加入阻聚剂对苯二酚1g、马来酸酐200g，在釜温度为180～235℃下，常压反应5～6小时，得到马来酸酐酸化油脂肪酸产物。
（3）酯化反应：将步骤（2）得到的产物，降温140℃，加入甘油400g、二甘醇670g、PTA废料200g、尼龙酸200g、酯化催化剂醋酸锑1g。釜内温度调至190～230℃下，常压反应4～5小时后，将釜内温度调解至190～240℃，减压反应3～4小时，釜内压力为-0.040MPa～-0.080MPa（表压），测定酸值≤2mgKOH／g时，降温至120℃，采用聚酯熔体过滤器除去固体物，即得到低成本，与聚醚多元醇和烃类发泡剂相容性好的改性脂肪酸酯基聚酯多元醇。
产品指标：羟值:420mgKOH／g，酸值：1.64mgKOH／g，水分0.1%。
Claims (4)
1.一种基于马来酸酐改性油脂肪酸制备聚酯多元醇的方法，包括以下步骤：
步骤一：油脂肪酸脱水：按照质量份数计，将油脂肪酸30~60份、1010抗氧剂0.06~0.1份、粉末活性炭0.2~1份，加入到5升聚酯釜中，搅拌并加热至130～140℃，负压至-0.005MPa，脱水2小时，得到脱水油脂肪酸；
步骤二：油脂肪酸马来酸酐酸化反应：将阻聚剂对苯二酚0.06~0.1份、马来酸酐10~20份，加入步骤一得到的脱水油脂肪酸中，在釜温度为180～235℃下，常压反应5～6小时，得到马来酸酐酸化油脂肪酸产物；
步骤三：酯化反应：将步骤二得到的马来酸酐酸化油脂肪酸产物，降温140℃，加入甘油20~60份、二甘醇30~60份、PTA废料5~20份、尼龙酸5~20份、酯化催化剂醋酸锑0.06~0.1份，釜内温度调至190～230℃内，常压反应4～5小时后，将釜内温度调解至190～240℃，减压反应3～4小时，釜内压力为-0.040MPa～-0.080MPa，测定酸值≤2mgKOH／g时，降温至120℃过滤除去固体物，即得到与聚醚多元醇和烃类发泡剂相容性好的改性脂肪酸酯基聚酯多元醇。
2.根据权利要求1所述的一种基于马来酸酐改性油脂肪酸制备聚酯多元醇的方法，其特征在于：所述的聚酯多元醇羟值:409~425mgKOH／g，酸值：1.59~1.65mgKOH／g，水分0.1%。
3.根据权利要求1所述的一种基于马来酸酐改性油脂肪酸制备聚酯多元醇的方法，其特征在于：所述的PTA废料为PTA落地料、干燥的PTA水池料或PTA管道料中的一种或多种；所述的尼龙酸按质量计，含己二酸50%，戊二酸25%，丁二酸25%。
4.根据权利要求1所述的一种基于马来酸酐改性油脂肪酸制备聚酯多元醇的方法，其特征在于：所述的过滤采用的是聚酯熔体过滤器过滤。
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| 可再生聚酯多元醇的合成及其在聚氨酯材料中的应用;王亚群等;《聚氨酯工业》;20131231;第28卷(第6期);第30-33页 * |
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