[发明专利]一种植物油聚氨酯软泡多元醇及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种制备植物油聚氨酯软泡多元醇及其制备方法和应用，所述方法包括以下步骤：(1)将环氧植物油、丙酮酸、碱性催化剂和惰性溶剂在微通道反应装置中的第一微通道反应器进行开环反应，得到植物油多元醇；(2)将步骤(1)得到的植物油多元醇、环氧丙烷和惰性溶剂在微通道反应装置中的第二微通道反应器进行加成聚合反应，得到植物油聚氨酯软泡多元醇。本发明得到的植物油聚氨酯软泡多元醇结构新颖，可完全替代传统石化多元醇应用于聚氨酯泡沫材料的制备。

技术领域

本发明属于化工材料及其生产技术领域，具体涉及一种植物油聚氨酯软泡多元醇及其制备方法和应用，且本发明合成的植物油聚氨酯软泡多元醇适用于制备聚氨酯材料。

背景技术

聚氨酯是由异氰酸酯与多元醇反应而制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。聚氨酯制品分为发泡制品和非发泡制品两大类。发泡制品有软质、硬质、半硬质聚氨酯泡沫塑料；非发泡制品包括涂料、粘合剂、合成皮革、弹性体和弹性纤维等。聚氨酯材料性能优异，用途广泛，制品种类多，其中尤以聚氨酯泡沫塑料的用途最为广泛。聚氨酯软泡，指的是软质聚氨酯泡沫塑料，是一种具有一定弹性的柔软性聚氨酯泡沫塑料，它是聚氨酯制品中用量最大的一种聚氨酯产品。

聚氨酯中所用的多元醇主要有三类，一种是以多元醇或有机胺为起始剂通过与环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷聚合得到的聚合物，称为聚醚多元醇：另一种改性接枝聚醚多元醇，是以聚醚多元醇为基础，然后用乙烯基单体在多元醇中经本体聚合反应而制得，称为聚合物多元醇，常与聚醚多元醇配合使用；第三种是由四氢呋喃开环聚合的多元醇。但是，随着石化资源储量日益减少，石化产品价格持续上涨，且购买不便，直接影响到产品的生产。因此，寻求一种新的资源，使产品更经济、环保，同时减少对石化产品的依赖，是近年来多元醇的一个重要研究方向。

天然油脂是目前公认的也是唯一可以再生的石油替代品，而天然油脂中又以植物油的性能最为理想。通过由植物油为原料制备的植物油多元醇与异氰酸酯间的反应，可将能被微生物分解的天然高分子引入到聚氨酯材料中，从而达到生物降解聚氨酯材料的目的。因此，通过植物油多元醇将植物油分子引入到聚氨酯材料中，不仅可以解决石油资源短缺及环境污染等问题，还可以提高植物油产品的附加值；而且，植物油基聚氨酯材料的机械性能不仅可与由相应石油化学基多元醇合成的聚氨酯材料相媲美，而且具有优越的水解稳定性、耐热分解与热氧化性能以及耐候性。

然而，在制备植物油多元醇的众多工艺中，大多采用小分子醇或胺类化合物等石油基产品作为开环剂，不符合绿色化工可持续发展战略的要求，而且存在制备过程较为繁琐，且所制得的植物油多元醇大多仅适用于生产聚氨酯硬泡材料，并不适用于生产聚氨酯软泡材料的缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了克服目前制备聚醚多元醇对石化资源依赖性，提供一种植物油聚氨酯软泡多元醇，其结构新颖，可完全替代传统石化多元醇应用于聚氨酯泡沫材料的制备。

本发明的另一个目的是提供所述植物油聚氨酯软泡多元醇的制备方法，以克服间歇法生产生物基植物油多元醇存在的反应时间长、能耗较高、产品品质不高、不能连续生产的局限。

本发明的最后一个目的是提供所述植物油聚氨酯软泡多元醇的应用。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种制备植物油聚氨酯软泡多元醇的方法，包括以下步骤：

(1)将环氧植物油、丙酮酸、碱性催化剂和惰性溶剂在微通道反应装置中的第一微通道反应器进行开环反应，得到植物油多元醇；

(2)将步骤(1)得到的植物油多元醇、环氧丙烷和惰性溶剂在微通道反应装置中的第二微通道反应器进行加成聚合反应，得到植物油聚氨酯软泡多元醇。

优选地，所述制备植物油聚氨酯软泡多元醇的方法，包括以下步骤：