[發(fā)明專利]一種利用環(huán)氧油脂制備油脂多元醇的方法及油脂多元醇

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510244014.2
• 申請(qǐng)日: 2015-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN104845739A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李道斌;鄧健能;毋亭亭;蔡啟宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州市海珥瑪植物油脂有限公司
• 主分類號(hào): C11C3/10
• 分類號(hào): C11C3/10;C11C3/12;C08G18/36
• 代理公司: 北京英特普羅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11015
• 代理人: 齊永紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用環(huán)氧油脂制備油脂多元醇的方法以及由該方法制得的油脂多元醇。

背景技術(shù)

聚氨酯泡沫塑料由于具有優(yōu)異的絕熱性能，良好的可塑性及加工性能，因此被廣泛應(yīng)用于家用冰箱、冰柜等家電領(lǐng)域及建筑保溫等行業(yè)。其由聚醚或聚酯多元醇與多異氰酸酯加成反應(yīng)后，再與擴(kuò)鏈劑進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)而制得。作為制備聚氨酯的主要原料之一，一直以來(lái)，制備多元醇的原料大都采用石油衍生產(chǎn)品，對(duì)不可再生、且不可生物降解的石油資源依賴性過(guò)高，而且其廢棄物難以降解對(duì)環(huán)境造成了不可逆轉(zhuǎn)的破壞。因此，尋求一種新的資源，使產(chǎn)品更經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，同時(shí)減少對(duì)日益短缺的石化產(chǎn)品的依賴，是近年來(lái)多元醇的一個(gè)重要研究方向，尤其是制備具有資源可再生、環(huán)保等特點(diǎn)的植物油基多元醇，正日益受到關(guān)注和重視。然而，在目前的制備油脂多元醇的眾多工藝中，所得到的產(chǎn)品的羥值較低，這直接導(dǎo)致了其調(diào)節(jié)性和發(fā)泡性能較差；而且，當(dāng)前的制備工藝，還存在過(guò)程較為繁瑣，且制得的多元醇，油分較少，發(fā)泡后泡沫脆性大的問題，不利于在板材上使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用環(huán)氧油脂制備油脂多元醇的方法，制備工藝簡(jiǎn)單，制得的油脂多元醇具有粘度低、泡沫韌性好的特點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明所述的利用環(huán)氧油脂制備油脂多元醇的方法，其制備步驟包括：

a、開環(huán)與醇解反應(yīng)：將環(huán)氧油脂在催化劑的存在下與含活潑氫的親核試劑發(fā)生環(huán)氧鍵開環(huán)反應(yīng)及醇解(酯交換)反應(yīng)；此反應(yīng)步驟中，反應(yīng)溫度為120-240℃，反應(yīng)時(shí)間為3-7小時(shí)；以環(huán)氧大豆油和甘油為例，此步驟的反應(yīng)原理如下：

在上述反應(yīng)式I-III中，R〞-OH為含活潑氫的親核試劑，為催化劑，應(yīng)當(dāng)理解的是，上述反應(yīng)式是假設(shè)開環(huán)率為100％的理想情況，但實(shí)際反應(yīng)過(guò)程中，實(shí)際開環(huán)率約為75.4-80.2％，即約有75％-80％的環(huán)氧鍵被開環(huán)生成羥基和取代羥基，即，環(huán)氧油脂的大部分環(huán)氧鍵被打開生成了羥基和取代羥基；

b、改性反應(yīng)：向步驟a中形成的開環(huán)與醇解生成物中加入適量的改性劑于70-140℃、壓力≤0.3MPa下進(jìn)行開環(huán)聚合反應(yīng)1-5小時(shí)，制得油脂多元醇。

特別地，所述制備步驟還可包括：

c、油脂多元醇的精制步驟：將步驟b中制得的油脂多元醇與酸性物質(zhì)進(jìn)行中和反應(yīng)，然后加入酸性的白土作為吸附劑進(jìn)行吸附脫色，隨后加熱真空脫水、過(guò)濾得到精制的油脂多元醇。

其中，優(yōu)選的是，步驟a中，所述環(huán)氧油脂為環(huán)氧大豆油、環(huán)氧棉籽油、環(huán)氧棕櫚油、環(huán)氧菜籽油、環(huán)氧脂肪酸甲酯、環(huán)氧潲水油(環(huán)氧地溝油)中的至少一種，且其環(huán)氧值為3％-8％；在本發(fā)明中，所述環(huán)氧油脂可以通過(guò)現(xiàn)有的合成工藝合成得到也可通過(guò)市場(chǎng)購(gòu)買獲得；

所述含活潑氫的親核試劑R〞-OH為一元醇、二元醇、三元醇、四元醇中的至少一種，進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述含活潑氫的親核試劑R〞-OH為甲醇、丙二醇、乙二醇、丙三醇、二甘醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇中的至少一種；更進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述含活潑氫的親核試劑R〞-OH為丙二醇、乙二醇、丙三醇、二甘醇、三羥甲基丙烷中的至少一種；此外，所述步驟a中，以環(huán)氧油脂的環(huán)氧值計(jì)，所述含活潑氫的親核試劑的用量為環(huán)氧油脂的環(huán)氧值的0.6-20倍；

所述反應(yīng)步驟a中，催化劑為堿性催化劑，優(yōu)選選自堿金屬氫氧化物、堿金屬的烷氧化物、含氮有機(jī)物、有機(jī)胺中的至少一種；更優(yōu)選的是，所述堿金屬氫氧化物可選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰中的至少一種；所述堿金屬的烷氧化物可選自甲醇鈉、乙醇鈉、甲醇鉀、乙醇鉀中的至少一種；所述含氮有機(jī)物可以是咪唑；所述有機(jī)胺可選自二甲胺、三乙醇胺、N,N-二甲基芐胺中的至少一種；此外，所述步驟a中，催化劑的用量(質(zhì)量)為環(huán)氧油脂和含活潑氫的親核試劑的用量(質(zhì)量)之和的0.05-1％。

另外，本發(fā)明步驟a所述的開環(huán)與醇解反應(yīng)中，所述含活潑氫的親核試劑的加入可分為一次性加入或分批多次加入，利用反應(yīng)溫度逐漸升高來(lái)進(jìn)行醇解反應(yīng)和開環(huán)反應(yīng)既可，在此不做具體限制。

其中，步驟b所述的改性反應(yīng)中，所述改性劑為環(huán)氧乙烷和/或環(huán)氧丙烷，且其加入量為開環(huán)與醇解生成物量的3-20％。

優(yōu)選的是，步驟c所述的油脂多元醇的精制步驟中，所述酸性物質(zhì)為磷酸、硫酸、草酸、鹽酸、硫酸鋁中的至少一種，且其用量(質(zhì)量)為油脂多元醇重量的0.4-5.5％；所述白土的用量(質(zhì)量)為油脂多元醇重量的0.5-5％。