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由植物油制備生物基聚醚多元醇的方法

文檔序號:3608598閱讀:688來源:國知局
專利名稱:由植物油制備生物基聚醚多元醇的方法
技術(shù)領域
本發(fā)明涉及一種生物基聚醚多元醇的制備方法。
背景技術(shù)
目前彈性體聚醚都是用甘油、二甘醇、丙二醇作為起始劑,環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷作為鏈增長劑,里面98%以上石油衍生物,石油資源是不可再生資源,隨著經(jīng)濟的發(fā)展?jié)u漸枯竭。本發(fā)明所用起始劑是改性植物油,在彈性體聚醚的占有量為20-35%,大大減少了石油衍生物的使用,為可再生資源,可以減少對石油資源的依賴。植物油的主要分子組成為三酰基甘油酯,還有少量游離脂肪酸和部分甘油酯、 0. 1-0. 5%的磷脂、生育酚和維生素E。一般來說,植物油中的油酸含量越高,亞油酸和亞麻酸含量越低,其氧化穩(wěn)定性越好。植物油分子中含有大量的碳碳雙鍵,植物油的氧化機理主要表現(xiàn)為活潑的烯丙基反應,這證實其氧化穩(wěn)定性差的主要原因。植物油大部分由穩(wěn)定原料得到,因此是一種合算的聚氨酯原料,缺點是它缺乏與異氰酸酯反應所必需的活潑氫。就此而論,主要例外的是蓖麻油,它有部分羥基,可用作聚氨酯原料,目前部分領域正在使用, 但蓖麻油的種植地區(qū)和種植數(shù)量有限,其它植物油的種植區(qū)域沒有太多限制。因此,必須通過化學手段過程將聚氨酯工業(yè)所需的活潑氫引入以上的植物中。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)水平,實現(xiàn)這一點的方法基本是采用環(huán)氧化及羥基化改性。目前有幾種制備植物油基聚醚多元醇的方法技術(shù)(1)用雙氧水羥值化植物油后通入環(huán)氧丙烷,合成含植物油硬泡聚醚多元醇;(2)在合成植物油聚醚多元醇中直接加入棕櫚油合成植物油硬泡聚醚;(3)直接用植物油和小分子醇合成植物油硬泡聚醚;(4)用羥值化植物油和環(huán)氧化植物油反應,合成含植物油聚醚多元醇。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可再生、環(huán)保、成本低的由植物油制備生物基聚醚多元醇的方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
一種由植物油制備生物基聚醚多元醇的方法,其特征是包括下列步驟
(1)將小分子醇或胺類化合物和催化劑A加入到植物油中加熱反應,制得改性植物油; 催化劑A為堿金屬(鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈁)氧化物、堿金屬(鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈁)氫氧化物、 堿土金屬(鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鐳)氧化物、堿土金屬氫氧化物、金屬商化物或氧化鋁;
(2)以步驟(1)所得到的改性植物油及環(huán)氧丙烷為原料,在催化劑B作用下反應制得生物基聚醚多元醇粗品;催化劑B為堿金屬(鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈁)氧化物、堿金屬(鋰、鈉、鉀、 銣、銫、鈁)氫氧化物、堿土金屬(鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鐳)氧化物、堿土金屬氫氧化物、金屬鹵化物或氧化鋁;
(3)將步驟(2)得到的生物基聚醚多元醇粗品用酸進行中和,再進行脫水處理,得到生物基聚醚多元醇產(chǎn)品。
小分子醇是乙二醇、丙二醇、二甘醇、甘油、季戊四醇、一異丙醇、二異丙醇或三異丙醇;胺類化合物為乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或烷基乙醇胺。步驟(1)中小分子醇或胺類化合物與植物油的摩爾比為1:1.0-4.0,反應溫度為 100-200 "C。步驟(1)中催化劑A的用量為反應物重量的0. 2-2. 0% ;步驟(2)中催化劑B的用量為反應物重量的0.1-1.0%。所述植物油為大豆油、棕櫚油、玉米油、花生油、棉籽油、菜子油、橄欖油等其中的一種或幾種。步驟(3)中用酸進行中和時,所用酸為磷酸或焦磷酸,中和至pH=5. 5^7. 5 ;脫水處理溫度為90-120°C,脫水時間為60-150分鐘。本發(fā)明采用植物油為原料通過改性得到生物基聚醚多元醇,這種生物基聚醚多元醇與以往聚醚多元醇比,具有原料購買方便,可再生,減少環(huán)氧丙烷的用量,降低成本的特點,能夠更好地滿足環(huán)保要求,主要用途為塑膠跑道、聚氨酯膠水和聚氨酯彈性體。
具體實施例方式實施例1
在2L的玻璃釜內(nèi)加入大豆油lOOOg,180 二甘醇,4g氫氧化鈉,攪拌升溫至170度,反應 3小時,檢測羥值,放料,測得改性大豆油A羥值112mgK0H/g。將改性大豆油A :520g加入高壓反應釜內(nèi),2. 5g的催化劑氫氧化鈉,真空至最高, 氮氣置換兩次,通入IOOOg的P0/E0(9. 4/0. 6)混合物(即環(huán)氧丙烷與環(huán)氧乙烷的混合物,環(huán)氧丙烷與環(huán)氧乙烷的重量比為9. 4:0. 6),反應時間2-4小時,進行精制(用酸中和及脫水, 酸進行中和時,所用酸為磷酸或焦磷酸,中和至pH=7 ;脫水處理溫度為100°C,脫水時間為 100分鐘),得到羥值為36. 4mgK0H/g的生物基聚醚多元醇。實施例2:
在2L的玻璃釜內(nèi)加入棕櫚油lOOOg,140季戊四醇,4g氫氧化鈉,攪拌升溫至170度,反應3小時,檢測羥值,放料,測得改性大豆油B羥值180mgK0H/g。將改性棕櫚油B :200g加入高壓反應釜內(nèi),2. 5g的催化劑氫氧化鈉,真空至最高, 氮氣置換兩次,通入IOOOg的Ρ0/Ε0 (9. 4/0. 6)混合物,反應時間2_4小時,進行精制(用酸中和及脫水,酸進行中和時,所用酸為磷酸或焦磷酸,中和至pH=6 ;脫水處理溫度為90°C, 脫水時間為140分鐘),得到羥值為41. 2mgK0H/g的生物基聚醚多元醇。實施例3
在2L的玻璃釜內(nèi)加入花生油lOOOg,160三乙醇胺,4g氫氧化鈉,攪拌升溫至170度,反應3小時,檢測羥值,放料,測得改性花生油C羥值201mgK0H/g。將改性花生油C :210g加入高壓反應釜內(nèi),2. 5g的催化劑氫氧化鈉,真空至最高, 氮氣置換兩次,通入800g的P0/E0(9. 4/0. 6)混合物,反應時間2_4小時,進行精制(用酸中和及脫水,酸進行中和時,所用酸為磷酸或焦磷酸,中和至pH=5. 5 ;脫水處理溫度為120°C, 脫水時間為60分鐘),得到羥值為58. 7mgK0H/g,粘度590mPaS//25°C的生物基聚醚多元醇。實施例4:
一種由植物油制備生物基聚醚多元醇的方法,包括下列步驟
4(1)將小分子醇或胺類化合物和催化劑A加入到植物油中加熱反應,制得改性植物油; 催化劑A為堿金屬(鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈁)氧化物、堿金屬(鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈁)氫氧化物、 堿土金屬(鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鐳)氧化物、堿土金屬氫氧化物、金屬商化物或氧化鋁;
(2)以步驟(1)所得到的改性植物油及環(huán)氧丙烷為原料,在催化劑B作用下反應制得生物基聚醚多元醇粗品;催化劑B為堿金屬氧化物、堿金屬氫氧化物、堿土金屬氧化物、堿土金屬氫氧化物、金屬商化物或氧化鋁;
(3)將步驟(2)得到的生物基聚醚多元醇粗品用酸進行中和,在進行脫水處理,得到生物基聚醚多元醇產(chǎn)品;
小分子醇是乙二醇、丙二醇、二甘醇、甘油、季戊四醇、一異丙醇、二異丙醇或三異丙醇; 胺類化合物為乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或烷基乙醇胺。步驟(1)中小分子醇或胺類化合物與植物油的摩爾比為1:1.0-4.0,反應溫度為 100-200 "C。步驟(1)中催化劑A的用量為反應物重量的0. 2-2. 0% ;步驟(2)中催化劑B的用量為反應物重量的0.1-1.0%。所述植物油為大豆油、棕櫚油、玉米油、花生油、棉籽油、菜子油、橄欖油等其中的一種或幾種。其余同實施例1。
權(quán)利要求
1.一種由植物油制備生物基聚醚多元醇的方法,其特征是包括下列步驟(1)將小分子醇或胺類化合物和催化劑A加入到植物油中加熱反應,制得改性植物油; 催化劑A為堿金屬氧化物、堿金屬氫氧化物、堿土金屬氧化物、堿土金屬氫氧化物、金屬鹵化物或氧化鋁;(2)以步驟(1)所得到的改性植物油及環(huán)氧丙烷為原料,在催化劑B作用下反應制得生物基聚醚多元醇粗品;催化劑B為堿金屬氧化物、堿金屬氫氧化物、堿土金屬氧化物、堿土金屬氫氧化物、金屬商化物或氧化鋁;(3)將步驟(2)得到的生物基聚醚多元醇粗品用酸進行中和,再進行脫水處理,得到生物基聚醚多元醇產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由植物油制備生物基聚醚多元醇的方法,其特征是小分子醇是乙二醇、丙二醇、二甘醇、甘油、季戊四醇、一異丙醇、二異丙醇或三異丙醇;胺類化合物為乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或烷基乙醇胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的由植物油制備生物基聚醚多元醇的方法,其特征是步驟(1)中小分子醇或胺類化合物與植物油的摩爾比為1:1.0-4.0,反應溫度為100-200°c。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的由植物油制備生物基聚醚多元醇的方法,其特征是步驟(1)中催化劑A的用量為反應物重量的0. 2-2. 0% ;步驟(2)中催化劑B的用量為反應物重量的0. 1-1. 0%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的由植物油制備生物基聚醚多元醇的方法,其特征是所述植物油為大豆油、棕櫚油、玉米油、花生油、棉籽油、菜子油、橄欖油等其中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的由植物油制備生物基聚醚多元醇的方法,其特征是步驟(3)中用酸進行中和時,所用酸為磷酸或焦磷酸,中和至pH=5. 5^7. 5 ;脫水處理溫度為 90-120°C,脫水時間為60-150分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種由植物油制備生物基聚醚多元醇的方法,包括將小分子醇或胺類化合物和催化劑A加入到植物油中加熱反應,制得改性植物油;以所得到的改性植物油及環(huán)氧丙烷為原料,在催化劑B作用下反應制得生物基聚醚多元醇粗品;將得到的生物基聚醚多元醇粗品用酸進行中和,在進行脫水處理,得到生物基聚醚多元醇產(chǎn)品。本發(fā)明采用植物油為原料通過改性得到生物基聚醚多元醇,這種生物基聚醚多元醇與以往聚醚多元醇比,具有原料購買方便,可再生,減少環(huán)氧丙烷的用量,降低成本的特點,能夠更好地滿足環(huán)保要求,主要用途為塑膠跑道、聚氨酯膠水和聚氨酯彈性體。
文檔編號C08G65/26GK102167809SQ20111005455
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者林永飛, 王夏春 申請人:江蘇綠源新材料有限公司
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