[发明专利]一种淀粉液化制备聚醚多元醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种淀粉液化制备聚醚多元醇的方法。 

背景技术

聚醚多元醇是一种重要的化工原料，它的最大用途是合成聚氨酯树脂类产品，如聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯粘合剂、聚氨酯胶粘剂、聚氨酯弹性体等。此外，还可以用作非离子表面活性剂、润滑剂等。目前生产聚醚多元醇的原料均是毒性和腐蚀性较强的石油化工产品，近年来，由于石油价格的上涨，聚醚多元醇的制备成本也相应上涨。同时，随着石油资源的日益短缺和环境污染的日益严重，积极探索可再生的生物质为原料代替石油资源是解决问题的有效方法之一，正日益受到重视。淀粉是一种丰富可再生天然资源，属多糖类化合物，具有良好的吸湿、降解和成本低廉等优点，淀粉液化制备聚醚多元醇的主要应用领域是聚氨酯高分子材料。目前，中国国内生产聚醚多元醇多以石油等化工原料为主，也有纤维素、竹屑等为原料的研究报道，黄元波等报道了玉米淀粉以浓硫酸为催化剂对多元醇的制备工艺；刘玉环等报道了以竹废料为原料，浓硫酸为催化剂的多羟基化合物的制备工艺。国外也有相关报道，如Yamata和Alma等以氢氧化钠为催化剂，以多元醇和水作为液化剂，在高温高压下对纤维类生物质进行液化的工艺。在催化剂上，目前催化剂大多是采用硫酸或碱性催化剂，会对金属反应器产生严重腐蚀，并对环境产生污染，有些液化过程需要在高温高压下进行，能量消耗大，所需设备耐压要求高，液化产品的得率并不高。 

（参考文献：[1]黄元波，郑云武，郑志锋等.玉米淀粉多元醇液化工艺研究[J].西南林业大学学报，2011，31(1)：72-74. 

[2]刘玉环，高龙兰，彭红等.竹废料液化制备多羟基化合物研究[J].现代化工，2008，28（增刊2）：214-217.

[3] Alma M H，Shiraishi N.Preparation of polyurethane like foams from NaOH catalyzed liquefied wood[J].Holzals Rohund werkstoff,1998,56(4):245-246.

[4] Yamata T,Ono H. Characterization of the products resulting from ethylene glycol liquefaction of cellulose[J].J Wood Science,2001,47(6):458-464. 

发明内容

本发明旨在针对现有工艺的不足，提供一种淀粉液化制备聚醚多元醇的新工艺。本发明的技术方案：以甲磺酸为催化剂、混合多元醇为液化剂的淀粉直接液化制聚醚多元醇的工艺。考察了反应物配比、反应温度、反应时间和催化剂用量等对液化过程的影响。 

本发明中的所用设备及工艺简单，采用环保型催化剂，原料可再生，反应条件温和，成本低，液化率高，可完全代替石油资源，是一条绿色工艺路线。 

本发明的实施的技术方案如下： 

（1）向装有回流冷凝管的三口反应器中，加入原料淀粉,液化剂，原料淀粉按照与液化剂的质量比为1:4-8；液化剂是PEG200与甘油的混合多元醇，PEG200与甘油的质量比为9:1-1:9，最佳质量比为7:3-6:4；所述的原料淀粉为马铃薯淀粉、玉米淀粉、绿豆淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、麦类淀粉；

（2）按照催化剂甲磺酸是液化剂的质量百分比为1%-5%的比例加入；

（3）反应在恒温加热下进行，温度在140-170℃下进行，同时进行搅拌，恒温搅拌反应20-40min，停止反应；

（4）把反应产物冷却至室温，得到聚醚多元醇。

有益效果：本发明提供了一种淀粉液化制备聚醚多元醇的方法。以淀粉为原料，混合多元醇为液化剂，甲磺酸为催化剂制备聚醚多元醇的新工艺。产品液化率达到98.2%，羟值为360.0 mgKOH/g，粘度为725mpa·s。本发明中首次采用了环保型催化剂甲磺酸，解决了过程中的环境污染及设备腐蚀等问题；所用设备及工艺简单，采用可再生原料淀粉，反应条件温和，成本低，液化率高，可完全代替石油资源，是一条绿色工艺路线。 

附图说明

图1是本发明的淀粉液化制备的聚醚多元醇和原料淀粉的红外光谱图。 

图2是本发明的淀粉液化制备的聚醚多元醇的核磁共振图谱。 

具体实施方式

实施例1-4不同反应温度下聚醚多元醇的制备