[发明专利]一种植物油多元醇及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种植物油多元醇及其制备方法与应用，将由双氧水、有机酸、催化剂和稳定剂制成的混合液与植物油分别泵入微通道模块化反应装置的第一微结构反应器中反应，得到碘值为15～20的环氧植物油；将甘油和四正丁基醋酸铵制成混合液，然后与苯甲酰氯同时泵入微通道模块化反应装置的第二微结构反应器中反应，得到式III多羟基化合物；最后将环氧植物油与式III多羟基化合物分别同时泵入微通道模块化反应装置的第三微结构反应器中反应，得到植物油多元醇。本发明采用新型的开环试剂，制备得到的植物油多元醇结构新颖，羟值高并且分布均匀，粘度较低，可完全替代传统的石化多元醇应用于聚氨酯泡沫材料的制备中。

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多元醇及其制备方法与应用。

背景技术

聚氨酯是由异氰酸酯和多元醇反应而制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复单元结构，广泛用于泡沫塑料、表面涂料、粘合剂、密封剂和复合剂材料等领域。聚氨酯材料性能优异，用途广泛制品种类多，其中以聚氨酯泡沫塑料用途最为广泛。目前，石化燃料资源的消耗和对环境问题的日益关注迫使全球研究人员使用植物油制备聚氨酯。

植物油多元醇主要应用于制备聚氨酯领域，其制备的植物油基聚氨酯材料完全符合环境保护的要求；并且由于植物油的主要成分脂肪酸甘油酯的疏水性，植物油基聚氨酯材料具有优异的理化性能，特别是具备更好的疏水性和热稳定性。因此植物油多元醇及其聚氨酯材料得到了迅速的发展。

植物油多元醇是重要的可再生资源，能够与异氰酸酯类化合物反应生成聚氨酯，是石油基多元醇的良好代替原料。近年来合成植物油多元醇的方法主要有：1)将植物油与多元醇进行醇解反应，生成多羟基化合物；2)利用臭氧氧化植物油中的不饱和双键，生成带有端位羟基的多羟基化合物；3)将植物油氧化为环氧植物油，然后通过水解、加氢、甲酯化或卤化等处理生成多羟基化合物。

上述的合成植物油多元醇的方法中，方法1)和方法3)采用较多。CN1837180A和CN101139252A分别以菜籽油和小桐子油为主要原料，经醇解/环氧化/开环三步反应制得植物油多元醇。CN10106016A以橡胶籽油为主要原料，经环氧化/开环两步反应制得植物油多元醇。CN1907944A直接以环氧菜籽油为主要原料经开环/醇解两步反应制得植物油多元醇。CN101659627A由环氧植物油与二醇胺同时发生环氧基开环反应和酯基酰胺化反应，制得植物油多元醇。

以上专利制得的植物油多元醇主要基于环氧基开环，均通过间歇式反应釜进行反应，主要存在以下弊端：1)反应时间长；2)能耗较高；3)设备自控水平低；4)交联副反应导致产品羟值低，粘度大。

此外，传统方法制得的环氧植物油碘值较低、环氧值较高，从而导致其制备的植物油多元醇粘度较大，不利于后续发泡。

发明内容

发明目的：为了解决现有的环氧植物油碘值较低、环氧值较高，导致生成的多元醇产品羟值高、粘度高的问题，本发明提供了一种植物油多元醇的制备方法，制备出的植物油多元醇结构新颖，碘值为15～20，羟值适中，粘度低，可完全替代石化多元醇应用于聚氨酯泡沫材料领域的植物油多元醇。本发明的另一个目的是提供所述植物油多元醇的应用。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种植物油多元醇的制备方法，包括如下步骤：

(1)将由双氧水、有机酸、催化剂和稳定剂制成的混合液与植物油分别泵入微通道模块化反应装置的第一微结构反应器中反应，得到碘值为15～20的环氧植物油；

(2)将甘油和四正丁基醋酸铵制成混合液，然后与苯甲酰氯同时泵入微通道模块化反应装置的第二微结构反应器中反应，得到式III多羟基化合物；

(3)将步骤(1)得到的环氧植物油与步骤(2)得到的式III多羟基化合物分别同时泵入微通道模块化反应装置的第三微结构反应器中反应，得到植物油多元醇。