[發明專利]一種基于粗甘油制備多元醇及其聚氨酯阻尼泡沫的方法

有效

• 申請號: 202010401802.9
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN111471153B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 李聰;蔡小霞;顏家強;楊桂花;田中建;朱英;邵艷秋;張鳳山;劉文濤
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: C08G18/32
• 分類號: C08G18/32;C08G18/36;C08G18/66;C08G101/00
• 代理公司: 濟南格源知識產權代理有限公司 37306
• 代理人: 張蕾

本發明公開了一種基于粗甘油制備生物基多元醇的方法，及其利用該生物基多元醇制備聚氨酯阻尼發泡材料。該生物基多元醇由粗甘油與胺類化合物在一類堿性催化劑的作用下反應得到。利用粗甘油內在組成結構特點及其與胺類化合物溫和條件下的取代反應，獲得一類可用于高效發泡的生物基多元醇，避免了傳統制備粗甘油基多元醇的過程中高溫高真空的苛刻條件。該類多元醇可部分或全部代替聚酯或聚醚多元醇合成聚氨酯泡沫塑料。基于本發明制備的泡沫塑料賦予泡沫良好的阻尼減震特性。本發明以粗甘油為主要合成原料，實現了廢棄資源的重復利用，可有效替代石油基多元醇原料，降低聚氨酯發泡材料的生產成本，并為粗甘油的高值化開發提供了實用方法。

技術領域

本發明屬于生物基聚氨酯泡沫塑料合成技術及廢棄資源利用領域，涉及一種基于粗甘油制備生物基多元醇及其聚氨酯阻尼泡沫的方法。

背景技術

合成聚氨酯的過程中，所用到的兩類主要原料：多元醇與異氰酸酯，這兩類原料為石油或煤的下游產品，由于地球資源的日益枯竭，石油和煤炭資源也越來越緊張，因此，在聚氨酯合成工業中開發尋找新原料以解決石油危機帶來的影響，以減少聚氨酯合成工業對于石油資源的依存度，并降低對環境破壞造成的影響。

粗甘油是生物柴油煉制過程中，經由甲醇/乙醇與廢棄油脂或動植物油脂發生酯交換形成的必然產物。這類粗甘油通常作為廢棄物處置，無法形成有用的化學品。隨著人類環保意識的逐步增強和能源需求的不斷增大，全球對生物柴油的需求迫切程度也日漸增強，伴隨而來的副產物粗甘油如何高效處置和利用，也成為化工生產中面臨的重要挑戰。

近年來，人類通過不同工藝將粗甘油用于聚氨酯發泡材料的開發，獲得了一定進展。但是，在粗甘油制備聚氨酯發泡用多元醇的過程中，往往需要高溫和高真空的苛刻環境。因此，如何優化合成條件，改進粗甘油在聚氨酯泡沫中的使用效果，是粗甘油可重復利用、變廢為寶的重要問題。此外，減震降噪是泡沫塑料實際應用的重要方面，賦予聚氨酯泡沫塑料的高阻尼性，特別是賦予粗甘油制備的聚氨酯泡沫塑料高阻尼性，是一條實現粗甘油高值化利用的有效途徑。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的是提供一種基于粗甘油制備生物基多元醇的方法，并將所得粗甘油基多元醇用于聚氨酯的發泡中，有效提升聚氨酯泡沫塑料的阻尼效果。與現有技術相比，本發明提供的多元醇制備方法條件溫和，并賦予發泡材料更好的阻尼效果，為減震降噪泡沫材料的開發提供全新路徑。其制備過程包括如下：

1.?將粗甘油、胺類化合物、催化劑A按比例混合攪拌，攪拌速率50～100rpm，于0～100℃進行反應3～24h;?經分液、洗滌和旋蒸后得到粗甘油基多元醇。

2.所述粗甘油為生物柴油制造廠商在生物柴油制備過程中，所形成的副產物。其粗甘油中特征組成在于包括水、甘油、脂肪酸、脂肪酸鹽、單脂肪酸甘油酯、雙脂肪酸甘油酯、三單脂肪酸甘油酯中的一種或幾種構成。水含量介于總質量的1wt%?～35wt%?之間，甘油含量介于總質量的10wt%?～85wt%?之間。

3.所述胺類化合物其特征在于包含單個或多個氨基結構，氨基結構為伯胺、仲、叔、季胺中的一種或多種。具體形式包括但不限于乙二胺、1,2-和1,3-二氨基丙烷、異佛爾酮二胺、2-甲基五亞甲基二胺、三乙胺、1,4-雙(氨基甲基)環己烷、二乙醇胺、二乙基甲基苯二胺三乙醇胺、4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯基甲烷、甲基二乙醇胺、椰油烷基胺、1,4-二氨基丁烷、2,2,4-和2,4,4-三甲基六亞甲基二胺的異構體混合物、烷基乙醇酰胺中的一種或幾種。其用量為原料總質量的5wt%～30?wt%。

4.所述催化劑A其特征在于含有鉀離子或鈉離子的低分子化合物，包含甲醇鈉、乙醇鈉、苯磺酸鈉、氫氧化鈉、亞硫酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、硫酸鉀、醋酸鉀中的一種或幾種，用量為原料總質量的0.1?wt%～7?wt%。