[發明專利]一種秸稈催化溶劑熱液化制備聚醚多元醇的方法

在審

• 申請號: 202010146495.4
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111471173A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 張龍;戚丁元;王成仟;黃一迅
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: C08G65/34
• 分類號: C08G65/34;C08G18/76;C08G18/48;C08G101/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政

本發明提供了一種生物質基聚醚多元醇的制備方法，屬于化工新材料及生物質高質化利用技術領域。以淀粉液化物、秸稈粉及分散劑為原料，催化溶劑熱反應制備聚醚多元醇，在適當的液化反應條件下，秸稈的液化率最高達65％。所得聚醚多元醇的羥值為426.0mgKOH/g，粘度為430.5mPa·s，此種方法所用設備及操作簡單，原料來源廣泛、所得的聚醚多元醇適用作制備環保型硬質聚氨酯保溫材料的原料。

技術領域

本發明涉及化工新材料及生物質高質化利用技術領域，具體涉及一種玉米秸稈粉催化液化制備聚醚多元醇的方法。

背景技術

聚氨酯(PU)是目前應用最廣泛的高分子材料之一，它是由異氰酸酯與多元醇的縮聚反應形成的體型高聚物。由于所用的兩種主要原料均來自石油,受石油來源不可再生性及產品不環保性特征的限制，來源于可再生資源的聚氨酯生產原料收到了全世界范圍內的普遍關注,以來源豐富而且可生物降解的生物質作為聚氨酯的生產原料已成為研究熱點及工業界的重視,玉米秸稈粉具有所有的可再生資源的特性，而且其組成成分相對簡單、分子鏈中含有大量的羥基，是生產多元醇的的最理想的原料之一。

秸稈粉液化是將秸稈粉轉化為液態多元醇的重要技術手段之一，目前主要采用催化液化法。Fei Y等以乙二醇為液化劑，濃硫酸為催化劑，在常壓下對玉米秸稈進行催化液化，所得到的液化產物富含大量的羥基，可直接用于生產工農業用膜、聚氨酯樹脂或聚氨酯泡沫等。王高升等以聚乙二醇復配丙三醇為液化劑，濃硫酸為催化劑，在溫度160℃條件下，對玉米秸稈進行催化液化，液化率可達90％，紅外光譜分析表明：液化反應同樣得到了富含羥基的液化產物。Kurimoto以聚乙二醇復配甘油為液化試劑，濃硫酸為催化劑，在150℃條件下，對木材進行催化液化，結果表明當反應進行到75min時，木材完全液化，得到的液化產物的羥值為278.6～329.1mgKOH/g，黏度為0.33～31.6Pa·s。Lances F.M以各種不同的多元醇類物質為液化劑以及各種催化劑，對甘蔗渣的催化液化進行了大量的、系統化的研宄。結果表明，當以多元醇乙醇為液化溶劑對甘蔗渣進行液化時，得到的液化產物足幵發液體燃料原材料。

柴希娟等考查了纖維素在亞臨界乙醇溶液中的液化過程，發現濃硫酸對纖維素的液化起到了很好的催化作用，同時，加入的甘油也促進了纖維素的液化，在反應溫度為250℃，反應時間為化，濃硫酸的用量為2.5％的條件下，液化得率可以達95.7％，而且液化產物中富含羥基官能團，可直接用于制作聚氨醋發泡材料。

但是，以硫酸等液體礦物酸為催化劑的液化過程存在催化劑后處理及設備腐蝕等問題，而且，以固體酸為催化劑的液化過程存在著催化劑分離及重復使用問題。因此開發更有效的秸稈粉液化制備可降解聚醚多元醇具有更重要實際價值。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明提出了一種秸稈粉催化液化制備聚醚多元醇的方法，采用催化溶劑熱法直接液化秸稈粉，再經脫水制備出聚醚多元醇，本發明的技術特點是,催化劑可作為反應組分參加反應,因此不需要通過中和或其他方式脫除催化劑；未液化的秸稈組分在分散劑的作用下均勻分散在液化產物中作為增強組分；過程工藝操作簡單，所得的生物質基聚醚多元醇滿足制備硬質聚氨酯保溫材料的要求。為了實現上述的目的，本發明采用以下的技術方案：

一種秸稈粉催化液化制備聚醚多元醇的方法，采用催化溶劑熱合成方法，將秸稈粉、液化劑、催化劑及分散劑按照比例依次加入水熱反應釜中，混合均勻后，將反應釜送入帶有控溫裝置的烘箱中，在120-180℃下反應3-9h，然后降溫，將產物經減壓蒸餾脫水至含水量低于0.2％，得生物質基聚醚多元醇。

所述原料為秸稈粉，如玉米秸稈粉、麥稈粉、稻稈粉，粒度600-800目；

所述的液化劑為淀粉的多元醇液化產物(羥值400mgKOH/g，粘度340cps)，秸稈粉與液化劑的液固比為3-10：1。

催化劑溶劑熱反應溫度為140-160℃，反應時間為4-6h。