[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，将植物油与乙烯、Grubbs 2代催化剂混合进行反应得到去除悬吊链的植物油；将双氧水、有机酸、催化剂和稳定剂制成的混合液，与得到的植物油同时泵入第一微混合器中进行混合，混合后泵入第一微反应器进行环氧化反应；将反应产物经油水分离器去除水相，得到环氧植物油；将开环试剂、催化剂制成的混合液，与得到的环氧植物油同时泵入第二微混合器中进行混合，混合后泵入第二微反应器进行开环反应，即得。本发明采用微通道技术，制备得到了羟值为140‑190mgKOH/g的植物油多元醇，该多元醇成功的去除了植物油中的悬吊链，使多元醇的羟值和粘度适中，可替代传统多元醇，用于聚氨酯胶黏剂和聚氨酯弹性体的制备。

技术领域

本发明属于植物油多元醇技术领域，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。

随着石油消耗量增加，石化资源储量的日益减少，石化产品价格持续上涨，用可再生资源生产材料和燃料越来越引起人们的重视，利用可再生资源作为化工产品的原料备受人们关注。植物油多元醇是石油基多元醇的替代品，环保价值突出。植物油多元醇原料来源广泛，植物油包括花生油、菜籽油、大豆油、蓖麻油、橄榄油、棕榈油等可食用油以及麻疯树油、黄连木油等非食用油。

植物油多元醇主要应用于聚氨酯领域，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良好的理化性能，特别是具备更好的耐水解性和热稳定性。因此植物油多元醇及其聚氨酯材料得到了迅速发展。

但是目前合成的植物油多元醇大多含有悬吊链，导致多元醇的碘值较低、环氧值较高，从而影响合成的聚氨酯材料的性能。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种植物油多元醇及其制备方法，以解决现有的植物油中存在悬吊链、碘值较低、环氧值较高，导致生成的多元醇产品羟值大、粘度高的问题，从而改善聚氨酯胶黏剂和弹性体的性能。

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)将植物油与乙烯、第一催化剂混合进行反应得到去除悬吊链的植物油；

(2)将双氧水、有机酸、第二催化剂和稳定剂制成的混合液，与步骤(1)得到的植物油同时泵入微通道模块化反应装置的第一微混合器中进行混合，混合后泵入第一微反应器进行环氧化反应；

(3)将步骤(2)反应产物经油水分离器去除水相，得到环氧植物油；

(4)将开环试剂、第三催化剂制成的混合液，与步骤(3)得到的环氧植物油同时泵入微通道模块化反应装置的第二微混合器中进行混合，混合后泵入第二微反应器进行开环反应，即得。

具体地，步骤(1)中，所述的植物油为大豆油、棉籽油、花生油、玉米油中的任意一种，优选棉籽油；所述的第一催化剂为Grubbs 2代催化剂；植物油中的双键、乙烯、Grubbs 2代催化剂的反应摩尔比为1：(1-2)：(0:05-0.2)，反应温度为50-70℃，反应时间为2-4h；优选反应摩尔比为1:2:0.05，反应温度为60℃，反应时间为3h。本发明去除悬吊链的原因是：当多元醇有悬吊链时，多元醇过于刚性，使得制备的部分聚氨酯材料性能和力学性能不好，不能满足需求。该反应的原理：金属钌的加入会在烯键的吸引下形成配合物，乙烯与该配合物再进行配位使得使得两个烯烃之间通过钌形成四元环，在加热的条件下四元环开环，长链烃离去与烯烃形成长链末端烯烃，植物油形成末端烯烃结构。