CN1869184A - 一种植物油多元醇的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及植物油多元醇的制备方法,所述的植物油多元醇可用于制备各种聚氨酯硬泡材料。本发明通过用植物油和低取代脂肪胺和/或多元醇在碱存在下反应,即可制备得到羟值范围在200~700 mgKOH/g的多元醇。本发明原料易得,工艺简单,后处理方便,适合工业化大生产。
Description
技术领域
本发明涉及植物油多元醇的制备方法,所述的植物油多元醇可用于制备各种聚氨酯硬泡材料。
背景技术
由于石油资源的有限性,人们开始用植物油为原料替代原来的石油原料制备多元醇。US6107433公开了一种用植物油制备多元醇的方法,其使用氟硼酸催化剂对植物油进行环氧化,然后使用另外的氟硼酸催化剂加上醇来将环氧化油羟基化成为多元醇。该制备方法的缺陷在于原来价格高、反应危险性高、副产物处理比较麻烦。CN1583828A公开了一种基于油类化学品油的多元醇的制备方法,其通过混合环氧化的油类化学品油、醇和酸活化或酸浸提过的粘土来制备基于油类化学品油的多元醇。处理比较复杂:需要过滤粘土、汽提出过量的醇、回收多元醇。上述两个制备方法中植物油都必须先经过环氧化,环氧化步骤给工业化大生产增加了成本。另外,CN1583828A所制备的多元醇的羟值在110mgKOH/g~200mgKOH/g,有限的羟值范围限制了产品的用途。
发明内容
本发明公开了一种制备植物油多元醇的方法,所用的植物油无需环化即可直接参加反应,反应步骤和后处理都非常简单,并且通过调节不同的原料配比可以制备出羟值范围在200~700mgKOH/g的多元醇。该植物油多元醇可部分精化石油基多元醇,用于制备聚氨酯硬泡材料,例如用于管道、防盗门、建筑外墙、纺木材料和装饰材料等方面。
本发明植物油多元醇的制备方法,由a、b、c三部分参加反应制备得到:
a、植物油
b、无机碱或其水溶液
c、低取代脂肪胺和/或醇
三种组分先在惰性气体保护下进行反应,再在真空下反应,冷却,即得。
其中植物油优选自大豆油、米糠油、玉米油、芝麻油、花生油、橄榄油、棉籽油、红花油、菜籽油或棕榈油中的一种或几种。更优选的是大豆油。
其中无机碱优选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠中的一种或几种的混合物,或这些碱的水溶液。更优选的是氢氧化钠或氢氧化钾。
其中低取代脂肪胺优选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、丙二胺中的一种或几种。更优选的低取代脂肪胺是二乙醇胺和/或三乙醇胺。
其中醇选自甘油、乙二醇、丙二醇、丁二醇、三羟甲基丙烷、蔗糖、山梨醇、季戊四醇或葡萄糖中的一种或几种的混合物。更优选的醇是甘油和/或季戊四醇。
优选低取代脂肪胺和醇同时存在。
进一步优选的反应组分是:大豆油;氢氧化钾或氢氧化钠;二乙醇胺和/或三乙醇胺;甘油或季戊四醇。
上述制备方法中,以总反应物重量计,各组分优选的重量为:植物油占45~85%重量;无机碱占0.2~5%重量;低取代脂肪胺和/或醇占10~50%重量。
上述反应的惰性气体优选氮气。
在惰性气体中的反应时间优选30~90分钟;在真空状态下的反应时间优选1~10小时。
在惰性气体中的反应温度优选100~~150℃;在真空状态下的反应温度150~250℃。
真空下反应的真空度优选5~200mmHg。
本发明的反应过程是:先在惰性气体中反应一定时间,然后关惰性气体,抽真空,在真空条件再继续反应,使反应完全,冷却即得产物。优选的条件是在氮气中的反应温度为100~150℃,反应30~90分钟后关氮气,抽真空5~200mmHg,同时升温至150~250℃,升至一定温度后在真空下保温1~10小时,冷却反应液,即得产品。因此,本发明制备方法反应过程简单,后处理容易,适合工业化大生产。
本发明可以通过调节不同的反应原料和配比得到不同羟值的多元醇,以适应不同的产品需求。如:
以总反应物重量计,当各组分重量为:植物油59~75%、低取代脂肪胺和醇24~40%、无机碱0.2~2%时,用本方法制备出的产品羟值为400~460mgKOH/g。
又如:
以总反应物重量计,当各组分重量为:植物油74~84%、低取代脂肪胺和醇15~25%、无机碱0.2~2%时,用本方法制备出的产品羟值为220~280mgKOH/g。
本发明的优点在于制备方法简单,原料来源丰富,产品可控的羟基范围较大,适合工业化大生产。
具体实施方式
实施例1
大豆油 710g
二乙醇胺 130g
三乙醇胺 100g
甘油 50g
季戊四醇 18g
水 5g
KOH 5g
将上述组分投料,在N2保护下,升温至110℃反应45min。关N2,抽真空,升温至160℃,于160℃保温4小时。冷却,即得产品约950g。产品羟值430mgKOH/g。
实施例2
大豆油 820g
二乙醇胺 100g
三乙醇胺 60g
甘油 20g
乙二醇 20g
水 5g
KOH 5g
将上述组分投料,在N2保护下,升温至120℃反应30min。关N2,抽真空,5-100mmHg,升温至180℃,于180℃保温4小时。冷却,即得产品约960g。产品羟值250mgKOH/g。
实施例3
棕榈油 1150g
二乙醇胺 445g
甘油 330g
水 10g
氢氧化钠 6g
将上述组分投料,通氮气,升温至110℃,反应90min。关氮气,升温至160℃,抽真空,于160℃保温5小时。冷却,得产品约1800g。产品羟值630mgKOH/g。
Claims (10)
1、一种植物油多元醇的制备方法,其特征是:将
a、植物油
b、无机碱或其水溶液
c、低取代脂肪胺和/或醇
三种组分先在惰性气体保护下进行反应,再在真空下反应,冷却,即得。
2、权利要求1的制备方法,其中植物油选自大豆油、米糠油、玉米油、芝麻油、花生油、橄榄油、棉籽油、红花油、菜籽油或棕榈油中的一种或几种。
3、权利要求1的制备方法,其中无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠中的一种或几种的混合物,或所述无机碱的水溶液。
4、权利要求1的制备方法,其中低取代脂肪胺选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、丙二胺中的一种或几种。
5、权利要求1的制备方法,其中醇选自甘油、乙二醇、丙二醇、丁二醇、三羟甲基丙烷、蔗糖、山梨醇、季戊四醇或葡萄糖中的一种或几种。
6、权利要求1的制备方法,其中植物油是大豆油;无机碱是氢氧化钾或氢氧化钠;低取代脂肪胺是二乙醇胺和/或三乙醇胺;醇是甘油和/或季戊四醇。
7、权利要求1的制备方法,其中惰性气体是氮气。
8、权利要求1的制备方法,其中于惰性气体中反应温度为100~150℃,反应30~90分钟,真空条件下反应温度为150~250℃,反应1~10小时。
9、权利要求1的制备方法,其中真空度为5~200mmHg。
10、权利要求1至9中任一项的制备方法,以总反应物重量计,植物油占45~85%重量;无机碱占0.2~5%重量;低取代脂肪胺和/或多元醇占10~50%重量。
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