[发明专利]制备聚醚酯多元醇的方法

说明书

本发明提供一种用于制备基于可再生原材料的聚醚酯多元醇的方法、可通过本发明方法获得的聚醚酯多元醇、以及其用于制备聚氨酯目的的用途。基于可再生原材料（例如脂肪酸三甘油酯、糖、山梨糖醇、甘油和脂肪醇二聚物）的聚醚酯多元醇已经作为原材料以各种方式用在聚氨酯的制备中。今后，这些组分的使用将会进一步增加，因为来自可再生资源的产品在生态平衡中具有有利的价值，并且从长远来看基于石油化学品的原材料可得性将下降。

在聚氨酯配方中，作为多元醇组分的糖、甘油和山梨糖醇以及低聚糖或多聚糖的使用增加，一方面受到它们在其他常用于聚氨酯化学中的聚醚多元醇或聚酯多元醇中的低溶解性以及与之高不相容性的制约；另一方面，由于它们的羟基基团的高密度，因此这些物质甚至在低剂量的情况下也不利地赋予多元醇组分以较高的OH值。

脂肪酸三甘油酯从可再生资源中大量获得，因此其构成了聚氨酯原材料的廉价基础。尤其在硬质泡沫（rigid-foam）配方中，这类化合物具有以下的特征：就基于烃类的物理发泡剂而言具有较高的溶解能力。一个缺点在于仅有极少的脂肪酸三甘油酯显示出对于异氰酸酯转化所必须的活性氢原子。例外有蓖麻油和稀有的雷斯克勒油（Lesquerella oil）。然而，蓖麻油的可得性由于空间有限的种植面积而受到限制。

另一个关于在泡沫配方中使用甘油三酸酯的问题是其与其他多元醇组分——特别与聚醚多元醇——的不相容性。

在现有技术的状况中，已经提出了一些方法来解决上述问题：

DE-C 33 23 880和WO-A 2004/20497涉及在基于来自可再生资源的起始组分来制备环氧烷烃加合物中使用双金属氰化物催化剂，其目的是使其适用于聚氨酯化学。作为优选的起始组分，经常应用蓖麻油；也可用随后被羟基基团改性的油。根据所公开的方法，可得到相对高分子量的聚醚酯多元醇。然而，所使用的甘油三酸酯，除非使用蓖麻油，否则必须在一个单独的反应步骤中被羟基基团改性。

根据US-B 6,420,443，用于基于烃的发泡剂的增容剂可通过环氧烷烃加成至羟基化的甘油三酸酯来获得。以相似的方式，在DE-A 101 38 132中描述了将由蓖麻油或羟基化的脂肪酸化合物与环氧烷烃形成的OH加合物作为疏水组分用于极软质的聚氨酯体系中。

US-B 6,686,435、EP-A 259722、US-B 6,548,609、US-A 2003/0088054、US-A 6,107,433、DE-A 36 30 264、US-A 2,752,376、US-B 6,686,435和WO 91/05759公开了环氧化的脂肪酸衍生物的开环以及所获得的产物在聚氨酯体系中的用途。所有这些方法的显著缺点在于环氧基团必须由上游反应步骤中脂肪酸残基的双键生成。

WO-A 2004/096744公开了用于将不饱和的脂肪酸酯羟基化和羟甲基化的方法，WO-A 2004/096882中教导了将其通过酯交换进一步转化以形成支化的缩合物。WO-A 2004/096883呈现了将这些含OH基团的缩合物用于软质泡沫配方中。

US-B 6,359,022公开了作为硬质泡沫配方中的OH组分的疏水组分如甘油三酸酯、邻苯二甲酸衍生物和多元醇的酯交换产物，所述硬质泡沫配方使用烷烃作为发泡剂。任选在多元醇组分中额外使用的聚醚多元醇必须在一个单独的反应步骤中制备。EP-A 905 158公开了用于基于脂肪酸的衍生物与醇的酯化产物或酯交换产物的硬质泡沫配方的发泡剂乳化助剂。EP-A 610 714教导了通过伴随使用OH官能的脂肪酸衍生物与低分子量的多元醇的酯化产物来制备疏水的硬质聚氨酯泡沫。

WO-A 2006/040333和WO-A 2006/040335公开了疏水改性的多聚糖，其通过与脂肪酸酯化获得、以及其在软质泡沫配方中用作增加压缩强度组分的用途。

DE-A 196 04 177描述了蓖麻油或羟基化的甘油三酸酯与多官能的起始醇的环氧烷烃加成产物的酯交换以及其在以无泡的方式固化的固体物体系的制备中作为在存储中稳定的组分的用途。

DE-A 199 36 481公开了将长链蓖麻油聚醚醇用作制备吸声软质泡沫的组分。没有公开蓖麻油聚醚醇的制备条件。