[发明专利]基于天然油多元醇的新的聚合物多元醇

说明书

聚合物多元醇是通过将一种或多种乙烯基单体进料至由聚醚或聚酯多元醇组成的液相中进行分散聚合而制得的接枝聚合物，所述聚酯多元醇最常见地由环氧丙烷和环氧乙烷的低聚的低聚物组成。所述聚合物多元醇通常用于聚氨酯工业中，特别是用于制造聚氨酯泡沫材料(polyurethane foam)，或其他的聚氨酯产品如粘合剂、密封胶和弹性体中。

本发明涉及新的聚合物多元醇，以及制备这些稳定的、低粘度聚合物多元醇的方法。这些聚合物多元醇的特征在于固体含量为至少30重量％，基础多元醇的总羟基数为至少190。它们包括(a)基础多元醇组分，其包括平均羟基官能度为1.7至5.0、数均分子量为约350至约725、OH数为190至500的天然油多元醇，以及(b)接枝聚合物，其由原位发生的烯类聚合方法获得并被预制的稳定剂稳定为胶体。通常，所述分散的固体包括苯乙烯-丙烯腈共聚物。

关于基础多元醇组分，基于快速可更新的自然来源的原材料的多元醇(包括脂肪酸甘油三酯，如植物油、糖、山梨醇和甘油)的发展，这类多元醇已经以不同方式使用，包括作为材料用于制备聚氨酯材料。此外，最近，两篇独立的综述文献中涵盖了利用植物油和其他甘油三酯或甚至脂肪酸酯来制备多元醇和聚氨酯的化学和方法(Desroches等，"From Vegetable Oils to Polyurethanes:Synthetic Routes to Polyols and Main Industrial Products"，Polymer Reviews，2012，52，第38-79页中；以及Pfister等，"Recent Advances in Vegetable Oil based Polyurethanes"，ChemSusChem，2011，4，第703-717页中)。从这些综述中可看出，为了将快速可更新的自然来源的原材料掺入多元醇和聚氨酯中，已经研究了几种不同的且多功能(versatile)的路线。

甚至比聚氨酯更广泛地，使甘油或单糖(如蔗糖或山梨醇)与脂肪酸二甘油酯或脂肪酸三甘油酯反应，或在某些情况下与脂肪酸甲酯反应是本领域公知的，并且已被实施以支持许多不同的应用。例如，Osipow等("Methods of Preparation...Fatty Acid Esters of Sucrose",Ind.Eng.Chem.,1956,48(9),第459-1462页)讨论了蔗糖的特定脂肪酸酯(包括蔗糖单酯和蔗糖二酯)的制备历史和方法。相同作者的相关文章还报道了采用多种脂肪酸制备的这些酯的物理性质，包括其作为适合用作乳化剂和洗涤剂的可能的表面活性剂的特征。(Osipow等，"Surface Activity of Monoesters...Fatty Acid Esters of Sucrose"，Ind.Eng.Chem.，1956，48(9)，第1462-1464页)。

根据Berne-Allen(1965)("Tallow Derived Surfactants:Superior Adjuvants for Agricultural Sprays"，Fette-Seifen-Anstrichmittel,1965,67(7)，第509-511页)，牛油和蔗糖的反应产物已被用作配制农业喷雾制剂的辅助剂。特别是，发现甘油酯蔗糖牛油酯是合适的，并且被推荐用于田间施用试验。

最近，为制备用于营养用途的低卡路里值的合成脂肪代用品已付出了很多努力。根据美国专利5,288,884和5,298,637以及欧洲专利619291 A1(1994)，由于它们是通过使含有羟基的化合物(如甘油或蔗糖)与环氧化合物(oxirane)如环氧丙烷反应，随后与脂肪酸进行酯化以形成“酯化的烷氧基化的多元醇”而制备的，因此这些是更复杂的。为制备所需的酯化的烷氧基化的多元醇，这些步骤看起来是冗长的和劳动密集的。同样，为了制备用于制备多种类型的聚氨酯泡沫材料的天然油多元醇，美国公开专利申请20020058774 A1已公开了大豆油和山梨醇的酯交换反应。