[发明专利]一种生物基聚酯多元醇及其制备方法与利用其制备的聚氨酯硬泡及制备的方法

说明书

一种生物基聚氨酯多元醇，由原料粗甘油、废弃油脂、脂肪酸和多元醇混合添加催化剂I反应得到。同时本发明还公开了生物基聚氨酯多元醇的制备方法，及利用该生物基聚氨酯多元醇制备的聚氨酯硬泡及制备方法。本发明以粗甘油和废弃油脂为主要原料，实现了废弃资源的利用，变废为宝，能有效降低多元醇的生产成本，为聚氨酯材料的开发利用提供了新的方法；所得的生物基聚氨酯多元醇生物降解性好，用途广泛，是传统石油基多元醇的有效替代，且所制得的聚氨酯硬泡具有良好的压缩强度。

技术领域

本发明属于聚氨酯硬泡合成技术领域，具体涉及一种生物基聚氨酯多元醇及其制备方法与利用其制备的聚氨酯硬泡及制备的方法。

背景技术

聚氨酯由多元醇（聚醚或聚酯）与异氰酸酯缩聚而成，具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的有机高分子材料。因具有优良的特性，聚氨酯硬泡可以广泛应用于轻工、纺织、医药、建筑、包装等多种领域。目前，多元醇的原料多来源于石油化工产品，为了减少对石油产品的依赖，以及人们环护意识的不断增强，开发新型的生物基聚氨酯多元醇已经成为聚氨酯研究与应用领域的重要课题。

粗甘油是一种工业副产物，主要来源包括生物柴油加工产生的甘油副产物，以及油脂水解制备脂肪酸伴随产生的甘油产物等。近年来，随着全球生物柴油产量的不断增大，粗甘油的产量也在日益增加。目前，粗甘油的利用方式主要包括：提纯精制、转化为化工原料和能源产品，以及作为饲料使用等。然而这些利用方式仍存在一定的不足，如：粗甘油的提纯精制需要经过减压蒸馏，因此过程能耗巨大；将粗甘油转化为化工和能源产品目前仍多处在试验研究阶段，离真正的工业化尚存一定距离；如果将粗甘油作为饲料使用，其质量及杂质残留影响将是十分慎重的问题。由此可见，开发经济实用、绿色环保的粗甘油利用技术是需要亟待解决的重要课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物基聚氨酯多元醇，提供其制备方法是本发明的第二个目的，提供一种利用其制备的聚氨酯硬泡是本发明的第三个目的，同时提供聚氨酯硬泡的制备方法是本发明的第四个目的。本发明通过将粗甘油与废弃油脂转化为聚氨酯多元醇，可作为石油基多元醇的替代，有效实现了资源的高值化利用。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案进行实现：

一种生物基聚氨酯多元醇，由原料粗甘油、废弃油脂、脂肪酸和多元醇混合添加催化剂I反应得到。粗甘油与废油脂的质量比为：1∶5～5∶1，脂肪酸的加入量为粗甘油与废弃油脂总质量的1～10%，多元醇的加入量为粗甘油与废弃油脂总质量的1～5%。本发明中，所述粗甘油为生物柴油副产物粗甘油或水解粗甘油。

所述催化剂I为酸催化剂，所述酸催化剂为硫酸或对甲苯磺酸，酸催化剂的用量为原料总质量的0.01～0.05%。

所述废弃油脂为餐饮和食品加工单位产生的动植物废油脂、食用油和油料加工产生的废弃油脂，所述废弃油脂在使用前须经以下处理：先加热过滤去除杂质，再减压蒸馏去除水分即可。

所述脂肪酸为硬脂酸或油酸。

所述多元醇为乙二醇、丙二醇、甘露醇、山梨醇中的一种。

所述的生物基聚氨酯多元醇的制备方法，包括以下步骤：

1）将粗甘油、废弃油脂、脂肪酸和多元醇按比例混合；

2）加入催化剂I于120～210℃下搅拌反应3～10 h，搅拌速度为100～150rpm；

3）反应后，经减压蒸馏去除副产物水后即得目标产物生物基聚氨酯多元醇。