[发明专利]一种蓖麻油酸聚氧丙烯醚的制备方法及其应用

说明书

本发明提供一种蓖麻油酸聚氧丙烯醚的制备方法及其应用，该制备方法是通过在蓖麻油酸中至少两次加入环氧丙烷，并在催化剂作用下反应获得。本发明以蓖麻油酸和环氧丙烷为起始原料，分两步反应制备，后处理过程简单，最终可得到平均官能团度高的产品。本发明制备的蓖麻油酸聚氧丙烯醚用于制备聚氨酯，漆结构中同时含有醚键和酯键，具有耐水解、热稳定性和良好的低温性能，并且蓖麻油酸基来源于植物，可提供一定的阻燃性。成品中25％以上的原料来源于可在生资源，来源丰富，一定程度上减少了对石油资源的依赖。

技术领域

本发明属于精细化工领域，主要涉及一种植物基多元醇，具体涉及一种蓖麻油酸聚氧丙烯醚的制备方法及其应用。

背景技术

聚氨酯弹性体一般由多元醇、多异氰酸酯和扩链剂逐步聚合而成，根据多元醇的类型不同，可分为聚酯型和聚醚型两大类。聚酯型具有良好的拉伸性能、耐磨损性和热稳定性，聚醚型具有良好的低温性能和耐水解性。在聚氨酯合成中，多元醇的用量非常大，且无论是聚醚多元醇还是聚酯多元醇，其原料主要都来自可再生的石油资源，因此以天然产物及其衍生物为原料合成的植物基多元醇愈加受到重视。以植物基多元醇为原料生产的聚氨酯，具有良好的保温隔热、阻燃、耐生物侵蚀和环保等性能，可应用于建筑材料、高端家具、家电和涂料等领域。

在目前的技术中，专利CN 110423650A公布了一种烷氧基蓖油基多元醇的制备方法，先与过氧化物合成环氧化蓖麻油，再与含羟基物质开环反应得到烷氧基蓖麻油基多元醇。该工艺需用到大量溶剂，并且需要过滤、水洗和精馏等程序除去催化剂，工艺复杂，反应时间长，成本较高，并且制备的产品粘度较大，不利于后续合成聚氨酯。

专利CN 106554493A公布了一种蓖麻油酸基阻燃聚醚多元醇的制备方法，以磷酰二氯为催化剂，以蓖麻油酸和醇类物质为原料合成阻燃脂肪酸，再与环氧氯丙烷反应合成环氧化脂肪酸，最后与醇胺开环反应合成蓖麻油酸基聚醚多元醇。该工艺生产时间较长，制备的蓖麻油酸聚醚多元醇结构单一，分子量小，用于合成聚氨酯的限制较多。

发明内容

针对现有蓖麻油基多元醇制备技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种蓖麻油基聚醚多元醇的制备方法及其应用，蓖麻油基聚醚多元醇另可称为蓖麻油酸聚氧丙烯醚。该制备方法获得的蓖麻油酸聚氧丙烯醚具有分子量可调控，平均官能团度高的优点。本发明的技术方案为：

第一个方面，本发明提供一种蓖麻油酸聚氧丙烯醚的制备方法，是通过在蓖麻油酸中分至少两次加入环氧丙烷，并在催化剂作用下反应。获得的产品平均官能团度高。同时利用蓖麻油酸聚氧丙烯醚不溶于水的特性，采用水洗聚醚工艺去除大部分催化剂，大幅减少吸附过程中吸附剂使用量，即可得钾钠离子5ppm以内的成品。在聚氨酯领域内，聚醚多元醇钾钠含量过高会导致聚醚多元醇与异氰酸酯预聚阶段凝胶，本发明采用水洗吸附工艺，一定程度上减少了固废的产生，符合绿色环保生产理念。

优选地，所述蓖麻油酸聚氧丙烯醚的制备方法具体包括：

(1)以蓖麻油酸为起始剂原料，在催化剂作用下，先与部分环氧丙烷进行开环聚合反应；

(2)加入剩余环氧丙烷继续进行开环聚合反应，结束反应后脱除未反应的少环氧丙烷，得到蓖麻油酸聚氧丙烯醚粗品；

(3)在所述蓖麻油酸聚氧丙烯醚粗品中加入去离子水，混合均匀后静置分层，分出水层，保留聚醚层并在其中加入吸附剂吸附，之后过滤出吸附剂，得到蓖麻油酸聚氧丙烯醚成品。

进一步地，所述步骤(1)中催化剂为氢氧化钾或氢氧化钠，用量为蓖麻油酸聚氧丙烯醚理论质量的0.1-1％。

进一步地，所述步骤(1)中部分环氧丙烷的加入量为蓖麻油酸质量的0.38-0.78倍。

进一步地，所述步骤(1)中开环聚合反应温度为140～160℃。

进一步地，所述步骤(2)中剩余环氧丙烷的加入量为蓖麻油酸质量的0.38-3.50倍。