[發明專利]一種生物基聚酯多元醇及其制備方法與利用其制備的聚氨酯硬泡及制備的方法

有效

• 申請號: 201710682371.6
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN107522832B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 常春;戚小各;白凈;方書起
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: C08G18/36
• 分類號: C08G18/36;C08G18/32;C08G18/48;C08J9/14;C08J9/12;C08G101/00
• 代理公司: 鄭州立格知識產權代理有限公司 41126
• 代理人: 田小伍;任偉柯

一種生物基聚氨酯多元醇，由原料粗甘油、廢棄油脂、脂肪酸和多元醇混合添加催化劑I反應得到。同時本發明還公開了生物基聚氨酯多元醇的制備方法，及利用該生物基聚氨酯多元醇制備的聚氨酯硬泡及制備方法。本發明以粗甘油和廢棄油脂為主要原料，實現了廢棄資源的利用，變廢為寶，能有效降低多元醇的生產成本，為聚氨酯材料的開發利用提供了新的方法；所得的生物基聚氨酯多元醇生物降解性好，用途廣泛，是傳統石油基多元醇的有效替代，且所制得的聚氨酯硬泡具有良好的壓縮強度。

技術領域

本發明屬于聚氨酯硬泡合成技術領域，具體涉及一種生物基聚氨酯多元醇及其制備方法與利用其制備的聚氨酯硬泡及制備的方法。

背景技術

聚氨酯由多元醇（聚醚或聚酯）與異氰酸酯縮聚而成，具有氨基甲酸酯鏈段重復結構單元的有機高分子材料。因具有優良的特性，聚氨酯硬泡可以廣泛應用于輕工、紡織、醫藥、建筑、包裝等多種領域。目前，多元醇的原料多來源于石油化工產品，為了減少對石油產品的依賴，以及人們環護意識的不斷增強，開發新型的生物基聚氨酯多元醇已經成為聚氨酯研究與應用領域的重要課題。

粗甘油是一種工業副產物，主要來源包括生物柴油加工產生的甘油副產物，以及油脂水解制備脂肪酸伴隨產生的甘油產物等。近年來，隨著全球生物柴油產量的不斷增大，粗甘油的產量也在日益增加。目前，粗甘油的利用方式主要包括：提純精制、轉化為化工原料和能源產品，以及作為飼料使用等。然而這些利用方式仍存在一定的不足，如：粗甘油的提純精制需要經過減壓蒸餾，因此過程能耗巨大；將粗甘油轉化為化工和能源產品目前仍多處在試驗研究階段，離真正的工業化尚存一定距離；如果將粗甘油作為飼料使用，其質量及雜質殘留影響將是十分慎重的問題。由此可見，開發經濟實用、綠色環保的粗甘油利用技術是需要亟待解決的重要課題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種生物基聚氨酯多元醇，提供其制備方法是本發明的第二個目的，提供一種利用其制備的聚氨酯硬泡是本發明的第三個目的，同時提供聚氨酯硬泡的制備方法是本發明的第四個目的。本發明通過將粗甘油與廢棄油脂轉化為聚氨酯多元醇，可作為石油基多元醇的替代，有效實現了資源的高值化利用。

為達到上述目的，本發明通過以下技術方案進行實現：

一種生物基聚氨酯多元醇，由原料粗甘油、廢棄油脂、脂肪酸和多元醇混合添加催化劑I反應得到。粗甘油與廢油脂的質量比為：1∶5～5∶1，脂肪酸的加入量為粗甘油與廢棄油脂總質量的1～10%，多元醇的加入量為粗甘油與廢棄油脂總質量的1～5%。本發明中，所述粗甘油為生物柴油副產物粗甘油或水解粗甘油。

所述催化劑I為酸催化劑，所述酸催化劑為硫酸或對甲苯磺酸，酸催化劑的用量為原料總質量的0.01～0.05%。

所述廢棄油脂為餐飲和食品加工單位產生的動植物廢油脂、食用油和油料加工產生的廢棄油脂，所述廢棄油脂在使用前須經以下處理：先加熱過濾去除雜質，再減壓蒸餾去除水分即可。

所述脂肪酸為硬脂酸或油酸。

所述多元醇為乙二醇、丙二醇、甘露醇、山梨醇中的一種。

所述的生物基聚氨酯多元醇的制備方法，包括以下步驟：

1）將粗甘油、廢棄油脂、脂肪酸和多元醇按比例混合；

2）加入催化劑I于120～210℃下攪拌反應3～10 h，攪拌速度為100～150rpm；

3）反應后，經減壓蒸餾去除副產物水后即得目標產物生物基聚氨酯多元醇。