[發(fā)明專利]一種廢棄油脂制備多元醇的方法及應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號: CN104326911A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 山柏芳;梁學(xué)正
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江恒豐新材料有限公司
• 主分類號: C07C69/708
• 分類號: C07C69/708;C07C67/30;C08G18/32;C09D175/04;C09J175/04;C11C3/04;C11C3/10;B01F17/42;B01F17/38
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技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及一種廢棄油脂制備多元醇的方法及應(yīng)用，屬于有機化學(xué)合成技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聚氨酯材料性能優(yōu)異，用途廣泛，我國已成為世界上聚氨酯發(fā)展最快的市場，產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用等取得顯著進(jìn)步。在各類聚氨酯制品中，聚氨酯泡沫的用途最廣，在建筑節(jié)能、太陽能熱水器、仿木家具、管道保溫、灌封等領(lǐng)域有巨大的發(fā)展空間，市場需求旺盛。傳統(tǒng)聚氨酯用多元醇一般為高官能度、高羥值(低分子量)的聚氧化烯烴類多元醇，即“聚醚多元醇”。聚醚多元醇通常是由高官能度的小分子醇類或胺類起始劑，在催化劑作用下，與環(huán)氧丙烷（PO）、環(huán)氧乙烷（EO）等開環(huán)聚合制備，合成原料大都來源于石油，2012年我國的石油的凈進(jìn)口量高達(dá)2.84億噸，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會生活的進(jìn)步和全面建設(shè)小康社會步伐的加快，對外石油依存度不斷提高,?使得石油供應(yīng)安全成為不容回避的問題。另外，石油基聚氨酯硬泡產(chǎn)品在自然狀態(tài)下較難降解，成為白色污染來源。因此，尋找綠色可再生的多元醇材料便成為目前多元醇行業(yè)發(fā)展的一個重要方向。生物油的甘油三脂肪酸酯結(jié)構(gòu)具有較好的疏水性，制備的聚氨酯材料具有良好的物化性能，尤其在耐水解性和熱穩(wěn)定性方面。美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)協(xié)會(MST)?最近完成的一項生物質(zhì)多元醇的環(huán)境影響研究表明，與石油基多元醇相比，植物油多元醇總體能源消耗降低23%，非可再生資源消耗降低61%，向大氣排放溫室氣體減少36%，可明顯減輕全球變暖、煙霧形成、生態(tài)惡化等問題。黃山等（CN200710037248．5）對醇解方法制備植物油多元醇進(jìn)行了系統(tǒng)研究，分別選擇植物油與環(huán)氧油混合物，以脂肪胺和脂肪醇為醇解劑，在堿性催化劑存在下制備植物油多元醇。Benecke?H?P（CPI-Polyurethanes?2009?Technical?Conference，2009，?5/10?-7/10）通過臭氧氧化方式制備植物油多元醇，在酸性催化劑作用下，通過臭氧氧化植物油、動物脂肪，然后，用小分子醇對脂肪酸衍生的羧酸進(jìn)行酯化，從而得到植物油多元醇。Petrovic?Z等（US6433121）公開了一種采用植物油通過先環(huán)氧化后羥基化制備植物油多元醇的方法。先將過氧酸加入到植物油中形成環(huán)氧植物油，環(huán)氧化轉(zhuǎn)化率為91％～94％，然后采用水或者小分子醇在氟硼酸催化作用下形成植物油基多元醇。Guo?A等(Journal?of?Applied?Polymer?Science，2000,?77,?467-473)采用環(huán)氧大豆油為原料，通過甲醇進(jìn)行羥基化制備了大豆油基多元醇。姚志洪等（CN?200610041380.9）選擇環(huán)氧菜籽油在催化劑作用下與含活潑氫的親核劑發(fā)生環(huán)氧開環(huán)反應(yīng)，生成含羥基的甘油三酸酯，然后加入多元醇或醇胺進(jìn)行醇解反應(yīng)，制備了官能度和羥值高的植物油多元醇產(chǎn)品。2011年我國食用油總消費量達(dá)到2765萬噸，其中自給率只有38.1%，糧油安全已成為我國目前需要關(guān)注的問題，因此，將食用油直接用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)不太現(xiàn)實。另一方面，大量食用油消費產(chǎn)生的餐飲廢油一直是令人頭疼的問題，全國多個城市曾先后發(fā)生過餐飲廢油脂重新流入餐桌的惡性地溝油事件。餐飲廢油污染嚴(yán)重，含油廢水經(jīng)常導(dǎo)致排污管網(wǎng)堵塞，給環(huán)衛(wèi)工作帶來難度；廢油脂若直接流向江河會惡化水體，對環(huán)境生態(tài)極為不利。因此，有效利用這些廢棄油脂就顯得尤為重要。為了解決以上問題，本發(fā)明考慮采用廢棄油脂原料，以具有大疏水表面的兼具磺酸基和羧酸基的固體酸催化劑，催化廢棄油脂分別進(jìn)行甲酯化、環(huán)氧化串聯(lián)烷氧化開環(huán)合成生物基多元醇，避免了廢棄油脂的污染，降低了原料成本，實現(xiàn)了變廢為寶，同時在反應(yīng)過程中以固體酸味催化劑，避免了均相催化劑的繁瑣后處理，反應(yīng)結(jié)束后催化劑進(jìn)行過濾回收，并進(jìn)行重復(fù)循環(huán)使用，大大簡化了工藝流程，降低了工業(yè)三廢的排放。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種環(huán)境友好的，可再生的廢棄油脂制備多元醇的綠色合成方法及應(yīng)用，本發(fā)明方法以廢棄油脂為原料，實現(xiàn)了變廢為寶，所得多元醇產(chǎn)品生物降解性好，制備過程綠色，工業(yè)三廢排放小，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和羥值可調(diào)，應(yīng)用范圍廣，環(huán)境的影響水平低的特點。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：