[發(fā)明專利]一種利用小桐子油制備的聚氨酯泡沫塑料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710025680.2
• 申請日: 2007-08-13
• 公開（公告）號: CN101125912A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 芮敬功;韋華;葉大剛;文春俊;王金祥
• 申請（專利權(quán)）人: 南京紅寶麗股份有限公司
• 主分類號: C08G18/48
• 分類號: C08G18/48;C11C3/04;C08G101/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司
• 代理人: 湯志武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種利用小桐子油制備的聚氨酯泡沫塑料，屬有機合成材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著聚氨酯泡沫塑料應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，以及世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，全球?qū)郯滨ヅ菽芰系男枨罅吭谘杆僭鲩L。聚氨酯泡沫塑料主要原料是異氰酸酯、多元醇、發(fā)泡劑、泡沫穩(wěn)定劑、催化劑、阻燃劑。多元醇主要是用石油聚醚多元醇為原料，而石油資源為不可再生資源，隨著工業(yè)的發(fā)展石油資源日趨緊張，石油聚醚多元醇的價格也在不斷的增長。同時，近年來人們的環(huán)境保護意識在不斷增強，對以可再生的天然資源為原料制備的聚氨酯泡沫塑料已成為各國研究開發(fā)的熱點。

目前，國內(nèi)外制備生物基多元醇的工藝，通常是采用先醇解后加成的工藝，或是采用通過水解、皂化、加氫、環(huán)氧化以及胺化工藝。前一種工藝雖簡單，但制備出的產(chǎn)品有效官能度太低，不能滿足聚氨酯泡沫的應(yīng)用性能的要求；后一種工藝太繁瑣，原料利用率不高。此外，公開的專利文獻都是采用大豆油、菜籽油、棉籽油等可食用油脂，我國是資源相當匱乏的國家，不鼓勵與民爭食。

小桐子為大戟科麻瘋樹屬植物，在我國資源豐富，耐干旱貧瘠，能生長在除變性土以外的一切土質(zhì)中，且生長快速。小桐子的最高含油量為60％，超過油菜籽和大豆等常見的油料作物。小桐子油與菜籽油、大豆油、棉籽油等的脂肪酸組成相似，并且小桐子油的脂肪酸組成簡單且高度集中，主要集中在C_16:0、C_18:0、C_18:1、C_18:2，這4種脂肪酸的含量占總脂肪酸含量的96％以上，且不飽和脂肪酸C_18:1、C_18:2的含量很高，占到脂肪酸總含量的74％～80％。小桐子油不具有食用價值，我們選用小桐子油可以避免與民爭食，同時它是可再生的資源，栽種簡單，便于推廣。

采用小桐子油為原料制備的聚氨酯泡沫塑料，國內(nèi)外目前尚無報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對以上所述問題，同時結(jié)合我國的實際情況，選用小桐子油為原料，采用環(huán)氧化、開環(huán)、醇解等工藝，制備出生物基多元醇，替代部分石油聚醚多元醇，制備聚氨酯泡沫塑料。此種多元醇制備的聚氨酯泡沫塑料可應(yīng)用于冰箱、冷柜、管道保溫、板材、墊材、建筑、太陽能、室內(nèi)裝潢等領(lǐng)域。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

1)將小桐子油在催化劑存在下加入環(huán)氧化劑進行環(huán)氧化反應(yīng)，生成環(huán)氧小桐子油；

2)將生成的環(huán)氧小桐子油與含活潑氫的開環(huán)劑發(fā)生環(huán)氧鍵開環(huán)反應(yīng)，生成混合羥基脂肪酸甘油脂；

3)加入醇解劑醇或醇胺升溫進行醇解反應(yīng)，生成混合羥基脂肪酸酯，即生物基多元醇；

4)將所生成的生物基多元醇在催化劑存在下與氧化烯烴進行加成反應(yīng)，生成較高分子量的生物基多元醇；

5)以上述生物基多元醇、聚醚(酯)多元醇為基礎(chǔ)原料，輔以催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、水配制成組合料；

6)將組合料與發(fā)泡劑混合均勻，再和異氰酸酯反應(yīng)進行發(fā)泡，即可制備出聚氨酯泡沫塑料。

采用本發(fā)明具有以下幾個優(yōu)點：

1、所使用的原料為可再生能源，且原料來源豐富，同時不具有食用價值，不與民爭食；

2、采用小桐子油制備生物基多元醇替代石油聚醚的替代率高，性能與石油聚醚多元醇相當；

3、生物基聚氨酯泡沫的生物降解性能較好；

4、采用小桐子油制備的生物基多元醇制備的聚氨酯泡沫塑料應(yīng)用范圍相當廣泛。

本發(fā)明的化學反應(yīng)原理如下：

1、環(huán)氧化反應(yīng)：

有機酸以甲酸為例。

2、開環(huán)反應(yīng)

這里R’-H，指開環(huán)劑。如權(quán)利要求所述的醇、醇胺

3、醇解反應(yīng)(以加入丙三醇進行醇解為例)：

這里，R”O(jiān)H指丙三醇。

上述環(huán)氧化反應(yīng)中，溫度控制在30～70℃之間，反應(yīng)時間2.5～12小時。

上述環(huán)氧化反應(yīng)中，采用過氧有機酸作為環(huán)氧化劑，采用硫酸或磷酸為催化劑，環(huán)氧化反應(yīng)的進行可采用如下兩種方法：

第一種方法是直接加入過氧有機酸與小桐子油進行反應(yīng)，生成環(huán)氧小桐子油；

第二種方法是先通過雙氧水與有機酸反應(yīng)，制備出過氧有機酸，再與小桐子油進行環(huán)氧化反應(yīng)，生成環(huán)氧小桐子油。