專利名稱：一種聚醚多元醇的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在催化劑作用下，制備含有羧酸酯基團(tuán)的聚醚多元醇的方法。用于制聚氨酯材料等。
背景技術(shù)：
目前聚氨酯樹脂中利用天然油脂的主要方法有(1)將天然油脂用丙三醇等多羥基化合物做醇解劑，在約200～220℃進(jìn)行醇解，加催化劑可促進(jìn)醇解，醇解后直接利用或再與環(huán)氧化物反應(yīng)。(《聚氨酯泡沫材料》第三版第233頁，2005年1月，化學(xué)工業(yè)出版社)(2)將天然油脂在合適的條件下，經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)如水解、皂化、加氫、環(huán)氧化以及胺化反應(yīng)，將其轉(zhuǎn)化為聚氨酯的一種原料。(《聚氨酯泡沫材料》第三版第233頁，2005年1月，化學(xué)工業(yè)出版社)以上工藝比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用天然材料制聚醚多元醇的新方法。
本發(fā)明方法是在催化劑作用下，直接以天然油脂和/或天然羧酸和多元醇為起始劑，與環(huán)氧化物開環(huán)聚合，制備含有羧酸酯基團(tuán)的聚醚多元醇。其中各物料用量為(以質(zhì)量份計)多元醇∶天然油酯和/或天然羧酸∶環(huán)氧化物＝1∶0.05～9.5∶0.22～10.5，催化劑用量為上述物料之和的0.1～1.2％。反應(yīng)溫度為90～160℃，反應(yīng)壓力為＜1MPa，反應(yīng)時間為＜12小時。
所用的天然油脂可以是植物油與脂、動物油與脂中的一種或幾種，天然羧酸包括天然脂肪酸及松香中的一種或幾種。
所用的多元醇可以是含二個以上羥基化合物，或含二個以上羥基化合物與環(huán)氧化物的聚合物，或其它含活性氫化物與環(huán)氧化物的聚合物，或上述兩種或兩種以上的混合物。其中常用的含二個以上羥基化合物可以是二甘醇、丙三醇、季戊四醇、山梨醇、蔗糖等中的一種或幾種。其它含活性氫化合物可以是羥基為340mgkoH/g的季戊四醇與環(huán)氧乙烷聚合物，羥基為450mgkoH/g的甘油與環(huán)氧丙烷聚合物，羥基為770mgkoH/g的乙二胺與環(huán)氧丙烷聚合物等中的一種或幾種。
所用環(huán)氧化物為環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丁烷中的一種或幾種。
所用催化劑為催化環(huán)氧化物開環(huán)聚合的催化劑，可以是無機堿和/或有機堿，如氫氧化鉀、氫氧化鈉、二甲胺等，也包括將它們適當(dāng)混合使用的催化劑，當(dāng)用氫氧化鉀、氫氧化鈉等強堿為催化劑，產(chǎn)品需要中和時，中和劑為脂肪酸，如油酸、醋酸等。
其制備方法為在反應(yīng)釜中投入起始劑多元醇1質(zhì)量份，天然油脂和/或天然羧酸0.05～9.5質(zhì)量份，催化劑為起始劑與所進(jìn)環(huán)氧化物質(zhì)量之和的0.1％～1.2％，經(jīng)氮氣置換后，于90～160℃進(jìn)環(huán)氧化物0.22～10.5質(zhì)量份，最佳反應(yīng)溫度為100～140℃，反應(yīng)壓力＜1MPa，最佳反應(yīng)壓力＜0.4Mpa，反應(yīng)時間為＜12小時。進(jìn)完環(huán)氧化物經(jīng)熟化(保溫反應(yīng))1～3小時，必要時加入中和劑，攪拌即得成品。
本發(fā)明方法工藝簡單。
具體實施例方式
實施例1在反應(yīng)釜中投入甘油1質(zhì)量份，椰子油1.66質(zhì)量份，二甲胺0.06質(zhì)量份，用氮氣將反應(yīng)釜置換后，升溫到100℃開始進(jìn)環(huán)氧丙烷2.65質(zhì)量份，控制反應(yīng)溫度在100～140℃，壓力＜0.6MPa，進(jìn)完環(huán)氧丙烷后經(jīng)中和即得成品。產(chǎn)品外觀棕黃色膏狀物，羥值392mgKOH/g，水＜0.2％。
實施例2在反應(yīng)釜中投入甘油0.17質(zhì)量份，山梨醇0.83質(zhì)量份，棕櫚油0.11質(zhì)量份，氫氧化鉀0.005質(zhì)量份，經(jīng)氮氣置換后于100～140℃進(jìn)環(huán)氧丙烷0.64質(zhì)量份，控制壓力＜0.4MPa，進(jìn)完料經(jīng)熟化中和即得成品。產(chǎn)品外觀棕黃色液體，羥值717mgKOH/g，酸值＜0.2mgKOH/g，水＜0.2％。
實施例3在反應(yīng)釜中投入季戊四醇聚醚(系季戊四醇與環(huán)氧乙烷聚合物，羥值340mgKOH/g)1質(zhì)量份，油酸0.23質(zhì)量份，氫氧化鈉0.005質(zhì)量份，經(jīng)氮氣置換后于100～150℃進(jìn)環(huán)氧乙烷1.05質(zhì)量份，控制壓力＜0.4MPa，進(jìn)完料經(jīng)熟化即得成品。產(chǎn)品外觀棕黃色液體，羥值168mgKOH/g，酸值＜0.2mgKOH/g，水＜0.2％。
實施例4在反應(yīng)釜中投入山梨醇1質(zhì)量份，松香0.82質(zhì)量份，大豆油0.82質(zhì)量份，氫氧化鉀0.0085質(zhì)量份，經(jīng)氮氣置換后于100～150℃進(jìn)環(huán)氧丙烷1.135質(zhì)量份，控制壓力＜0.4MPa，進(jìn)完料熟化即得產(chǎn)品。產(chǎn)品外觀棕紅色液體，羥值501mgKOH/g，酸值＜0.2mgKOH/g，水＜0.2％。
實施例5在反應(yīng)釜中投入山梨醇1質(zhì)量份，椰子油9.5質(zhì)量份，氫氧化鉀0.03質(zhì)量份，二甲胺0.22質(zhì)量份，經(jīng)氮氣置換后于100～140℃進(jìn)環(huán)氧乙烷10.5質(zhì)量份，控制壓力＜1MPa，進(jìn)完料經(jīng)熟化中和即得成品。產(chǎn)品外觀棕紅色液體，羥值142mgKOH/g，酸值＜0.2mgKOH/g，水＜0.2％。
實施例6在反應(yīng)釜中投入季戊四醇聚醚(系季戊四醇與環(huán)氧乙烷聚合物，羥值266mgkoH/g)0.91質(zhì)量份，三乙醇胺0.09質(zhì)量份，棕櫚油0.05質(zhì)量份，氫氧化鉀0.00127質(zhì)量份，經(jīng)氮氣置換后于100～140℃進(jìn)環(huán)氧丙烷0.22質(zhì)量份，控制反應(yīng)壓力＜0.3MPa，進(jìn)完料經(jīng)熟化中和即得成品。產(chǎn)品外觀棕紅色液體，羥值285mgKOH/g，酸值＜0.2mgKOH/g，水＜0.2％。
權(quán)利要求
1.一種聚醚多元醇的制備方法，其特征是在催化劑作用下，直接以天然油脂和/或天然羧酸和多元醇為起始劑，與環(huán)氧化物開環(huán)聚合，制備含有羧酸酯基團(tuán)的聚醚多元醇；其中各物料用量以質(zhì)量份計為多元醇∶天然油酯和/或天然羧酸∶環(huán)氧化物＝1∶0.05～9.5∶0.22～10.5，催化劑用量為上述物料之和的0.1～1.2％。反應(yīng)溫度為90～160℃，反應(yīng)壓力為＜1MPa，反應(yīng)時間為＜12小時。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的天然油脂包括植物油與脂、動物油與脂，天然羧酸包括天然脂肪酸及松香。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的多元醇可以是含二個以上羥基化合物，或含二個以上羥基化合物與環(huán)氧化物的聚合物，或其它含活性氫化物與環(huán)氧化物的聚合物，或上述兩種或兩種以上的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于常用的含二個以上羥基化合物可以是二甘醇、丙三醇、季戊四醇、山梨醇、蔗糖中的一種或幾種；其它含活性氫化合物可以是羥基為340mgkoH/g的季戊四醇與環(huán)氧乙烷聚合物，羥基為450mgkoH/g的甘油與環(huán)氧丙烷聚合物，羥基為770mgkoH/g的乙二胺與環(huán)氧丙烷聚合物中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的環(huán)氧化物為環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丁烷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的催化劑為催化環(huán)氧化物開環(huán)聚合物的催化劑，如氫氧化鉀、氫氧化鈉、二甲胺，也包括將它們適當(dāng)混合使用的催化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于當(dāng)采用氫氧化鉀、氫氧化鈉等強堿做催化劑，產(chǎn)品需要中和時，所用的中和劑為脂肪酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在于在反應(yīng)釜中投入起始劑多元醇1質(zhì)量份，天然油酯和/或天然羧酸0.05～9.5質(zhì)量份，催化劑為起始劑與所進(jìn)環(huán)氧化物質(zhì)量之和的0.1％～1.2％，經(jīng)氮氣置換后，于90～160℃進(jìn)環(huán)氧化物0.22～10.5質(zhì)量份，反應(yīng)溫度為100～140℃，反應(yīng)壓力＜1MPa，進(jìn)完環(huán)氧化物經(jīng)熟化，必要時加入中和劑，中和攪拌即得產(chǎn)品。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征是在于反應(yīng)壓力為＜0.4Mpa。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用天然材料制聚醚多元醇的方法，本發(fā)明方法是在催化劑作用下，直接以天然油脂和/或天然羧酸和多元醇為起始劑，與環(huán)氧化物開環(huán)聚合，制備含有羧酸酯基團(tuán)的聚醚多元醇。其中各物料用量為(以質(zhì)量份計)多元醇∶天然油酯和/或天然羧酸∶環(huán)氧化物＝1∶0.05～9.5∶0.22～10.5，催化劑用量為上述物料之和的0.1～1.2％。反應(yīng)溫度為90～160℃，反應(yīng)壓力為＜1MPa，反應(yīng)時間為＜12小時。本發(fā)明方法工藝簡單，屬化工材料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，用于制聚氨酯材料等。
文檔編號C08G65/26GK1696174SQ20051004658
公開日2005年11月16日 申請日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月31日
發(fā)明者李金彪, 于江, 梁國強 申請人:撫順佳化聚氨酯有限公司