CN1320029C - 一种聚醚多元醇的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用天然材料制聚醚多元醇的方法，本发明方法是在催化剂作用下，直接以天然油脂和/或天然羧酸和多元醇为起始剂，与环氧化物开环聚合，制备含有羧酸酯基团的聚醚多元醇。其中各物料用量为(以质量份计)：多元醇∶天然油酯和/或天然羧酸∶环氧化物＝1∶0.05～9.5∶0.22～10.5，催化剂用量为上述物料之和的0.1～1.2%。反应温度为90～160℃，反应压力为＜1MPa，反应时间为＜12小时。本发明方法工艺简单，属化工材料生产技术领域，用于制聚氨酯材料等。

Description

一种聚醚多元醇的制备方法
一、技术领域
本发明涉及一种在催化剂作用下，制备含有羧酸酯基团的聚醚多元醇的方法。用于制聚氨酯材料等。
二、背景技术
目前聚氨酯树脂中利用天然油脂的主要方法有：
(1)将天然油脂用丙三醇等多羟基化合物做醇解剂，在约200～220℃进行醇解，加催化剂可促进醇解，醇解后直接利用或再与环氧化物反应。(《聚氨酯泡沫材料》第三版第233页，2005年1月，化学工业出版社)
(2)将天然油脂在合适的条件下，经过一系列的化学反应如水解、皂化、加氢、环氧化以及胺化反应，将其转化为聚氨酯的一种原料。(《聚氨酯泡沫材料》第三版第233页，2005年1月，化学工业出版社)
以上工艺比较复杂。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种利用天然材料制聚醚多元醇的新方法。
本发明方法是在催化剂作用下，直接以天然油脂和/或天然羧酸和多元醇为起始剂，与环氧化物开环聚合，制备含有羧酸酯基团的聚醚多元醇。其中各物料用量为(以质量份计)：多元醇∶天然油酯和/或天然羧酸∶环氧化物＝1∶0.05～9.5∶0.22～10.5，催化剂用量为上述物料之和的0.1～1.2％。反应温度为90～160℃，反应压力为＜1MPa，反应时间为＜12小时。
所用的天然油脂可以是植物油与脂、动物油与脂中的一种或几种，天然羧酸包括天然脂肪酸及松香中的一种或几种。
所用的多元醇可以是含二个以上羟基化合物，或含二个以上羟基化合物与环氧化物的聚合物，或其它含活性氢化物与环氧化物的聚合物，或上述两种或两种以上的混合物。其中常用的含二个以上羟基化合物可以是二甘醇、丙三醇、季戊四醇、山梨醇、蔗糖等中的一种或几种。其它含活性氢化合物可以是羟基为340mgkoH/g的季戊四醇与环氧乙烷聚合物，羟基为450mgkoH/g的甘油与环氧丙烷聚合物，羟基为770mgkoH/g的乙二胺与环氧丙烷聚合物等中的一种或几种。
所用环氧化物为环氧丙烷、环氧乙烷、环氧丁烷中的一种或几种。
所用催化剂为催化环氧化物开环聚合的催化剂，可以是无机碱和/或有机碱，如氢氧化钾、氢氧化钠、二甲胺等，也包括将它们适当混合使用的催化剂，当用氢氧化钾、氢氧化钠等强碱为催化剂，产品需要中和时，中和剂为脂肪酸，如油酸、醋酸等。
其制备方法为：在反应釜中投入起始剂多元醇1质量份，天然油脂和/或天然羧酸0.05～9.5质量份，催化剂为起始剂与所进环氧化物质量之和的0.1％～1.2％，经氮气置换后，于90～160℃进环氧化物0.22～10.5质量份，最佳反应温度为100～140℃，反应压力＜1MPa，最佳反应压力＜0.4Mpa，反应时间为＜12小时。进完环氧化物经熟化(保温反应)1～3小时，必要时加入中和剂，搅拌即得成品。
本发明方法工艺简单。
四、具体实施方式
实施例1：在反应釜中投入甘油1质量份，椰子油1.66质量份，二甲胺0.06质量份，用氮气将反应釜置换后，升温到100℃开始进环氧丙烷2.65质量份，控制反应温度在100～140℃，压力＜0.6MPa，进完环氧丙烷后经中和即得成品。产品外观：棕黄色膏状物，羟值：392mgKOH/g，水：＜0.2％。
实施例2：在反应釜中投入甘油0.17质量份，山梨醇0.83质量份，棕榈油0.11质量份，氢氧化钾0.005质量份，经氮气置换后于100～140℃进环氧丙烷0.64质量份，控制压力＜0.4MPa，进完料经熟化中和即得成品。产品外观：棕黄色液体，羟值：717mgKOH/g，酸值：＜0.2mgKOH/g，水：＜0.2％。
实施例3：在反应釜中投入季戊四醇聚醚(系季戊四醇与环氧乙烷聚合物，羟值340mgKOH/g)1质量份，油酸0.23质量份，氢氧化钠0.005质量份，经氮气置换后于100～150℃进环氧乙烷1.05质量份，控制压力＜0.4MPa，进完料经熟化即得成品。产品外观棕黄色液体，羟值：168mgKOH/g，酸值：＜0.2mgKOH/g，水：＜0.2％。
实施例4：在反应釜中投入山梨醇1质量份，松香0.82质量份，大豆油0.82质量份，氢氧化钾0.0085质量份，经氮气置换后于100～150℃进环氧丙烷1.135质量份，控制压力＜0.4MPa，进完料熟化即得产品。产品外观：棕红色液体，羟值：501mgKOH/g，酸值：＜0.2mgKOH/g，水：＜0.2％。
实施例5：在反应釜中投入山梨醇1质量份，椰子油9.5质量份，氢氧化钾0.03质量份，二甲胺0.22质量份，经氮气置换后于100～140℃进环氧乙烷10.5质量份，控制压力＜1MPa，进完料经熟化中和即得成品。产品外观：棕红色液体，羟值：142mgKOH/g，酸值：＜0.2mgKOH/g，水：＜0.2％。
实施例6：在反应釜中投入季戊四醇聚醚(系季戊四醇与环氧乙烷聚合物，羟值：266mgkoH/g)0.91质量份，三乙醇胺0.09质量份，棕榈油0.05质量份，氢氧化钾0.00127质量份，经氮气置换后于100～140℃进环氧丙烷0.22质量份，控制反应压力＜0.3MPa，进完料经熟化中和即得成品。产品外观：棕红色液体，羟值：285mgKOH/g，酸值：＜0.2mgKOH/g，水：＜0.2％。

Claims (9)

1、一种聚醚多元醇的制备方法，其特征是：在催化剂作用下，直接以植物油与脂和/或天然羧酸和多元醇为起始剂，与环氧化物开环聚合，制备含有羧酸酯基团的聚醚多元醇；其中各物料用量以质量份计为：多元醇∶植物油与脂和/或天然羧酸∶环氧化物＝1∶0.05～9.5∶0.22～10.5，催化剂用量为上述物料之和的0.1～1.2％。反应温度为90～160℃，反应压力为＜1MPa，反应时间为＜12小时。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的天然羧酸包括天然脂肪酸及松香。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的多元醇可以是含二个以上羟基化合物，或含二个以上羟基化合物与环氧化物的聚合物，或其它含活性氢化物与环氧化物的聚合物，或上述两种或两种以上的混合物。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于常用的含二个以上羟基化合物可以是二甘醇、丙三醇、季戊四醇、山梨醇和蔗糖中的一种或几种；其它含活性氢化合物可以是羟基为340mgkoH/g的季戊四醇与环氧乙烷聚合物，羟基为450mgkoH/g的甘油与环氧丙烷聚合物，羟基为770mgkoH/g的乙二胺与环氧丙烷聚合物中的一种或几种。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的环氧化物为环氧丙烷、环氧乙烷和环氧丁烷中的一种或几种。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的催化剂为催化环氧化物开环聚合物的催化剂，有氢氧化钾、氢氧化钠和二甲胺，也包括将它们适当混合使用的催化剂。
7、根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述的当采用氢氧化钾、氢氧化钠做催化剂，产品需要中和时，所用的中和剂为脂肪酸。
8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于在反应釜中投入起始剂多元醇1质量份，植物油与脂和/或天然羧酸0.05～9.5质量份，催化剂为起始剂与所进环氧化物质量之和的0.1％～1.2％，经氮气置换后，于90～160℃进环氧化物0.22～10.5质量份，反应温度为100～140℃，反应压力＜1MPa，进完环氧化物经熟化，必要时加入中和剂，中和搅拌即得产品。
9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于反应压力为＜0.4Mpa。
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