[发明专利]脂肪酸酯多元醇的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于制备聚氨酯的有机原料的制备方法，特别涉及一种脂肪酸酯多元醇的制备方法。

背景技术

聚氨酯是世界上第五大合成材料，广泛应用在泡沫、涂料油漆、弹性体、合成纤维、合成皮革等领域。聚氨酯硬泡随着我国建筑保温和节能材料的需求，发展速度非常快。但由于其主要原料聚醚多元醇是基于石油，石油的严重匮乏和不可再生性，人们开始利用可再生和成本较低的原料替代原来的石油原料制备聚氨酯用多元醇。脂肪酸或脂肪酸酯可以用植物油脂或工业回收油脂来制备，并可作为原料，制备硬质聚氨酯泡沫用多元醇。和石油基聚氨酯材料相比，利用脂肪酸或脂肪酸酯制备硬泡具有很多优点，例如：原料来源广泛并且可再生；成本低于石油原料；生产过程无三废；产品具有绿色环保性；由此所制得的聚氨酯制品具有良好的隔热、保温、防水性能等。

现有技术制备脂肪酸酯的工艺主要分为两大类：第一种通过环氧化脂肪酸酯，然后再开环环氧化脂肪酸酯；另外一种就是通过稀有金属催化，直接对双键羟基化。还有一种工艺是直接利用酯交换制备脂肪酸酯，这一工艺己在专利CN1869184A中报导。

US6107433公开了一种用脂肪酸酯制备多元醇的方法，具体为：使用过氧酸对脂肪酸酯进行环氧化，然后添加氟硼酸催化剂与混合醇反应来将环氧化油羟基化成为多元醇。该制备方法制备的脂肪酸酯分子量大，羟值低于200mgKOH/g，不适合制备高性能的聚氨酯硬泡。

Pramod Kandanarachchi，Andrew Guo和Zoran Petrovic(Journal of MolecularCatalysis A：Chemical 184(2002)65-71)采用铹作为催化剂，在高温高压条件下，直接和CO、H₂反应进行羟基化。反应所需催化剂昂贵，反应条件苛刻，催化剂回收困难，所以不适合工业化大生产。同时所制得的产品羟值不高，限制了其在硬泡领域的应用。

上述两个制备方法中反应条件都比较苛刻，工业化大生产增加了成本。另外，所制备的多元醇的羟值在110mgKOH/g～300mgKOH/g，有限的羟值范围限制了产品的用途。

中国专利CN1780867公开了一种利用多元醇、多元胺、胺基醇或它们的混合物与脂肪酸酯基(VOB)单体进行酯交换反应，从而制备脂肪酸酯。该工艺中所用到的脂肪酸酯基(VOB)制备复杂，所以整体生产成本很高，不适合工业化。

中国专利CN1915961A、CN1837180A、CN1907944A、CN1837181A公开了一种用菜籽油制备多元醇的方法。该工艺使用有机过氧酸环氧化菜籽油或用醇或胺取代过的菜籽油，然后用活泼氢的试剂开环制得生物基多元醇。该工艺环氧化过程复杂，且产生大量废水。

发明内容

本发明的目的，在于克服上述现有技术存在的问题，提供一种新的脂肪酸酯多元醇的制备方法。

本发明的目的是这样实现的，一种脂肪酸酯多元醇的制备方法，

第一步，按以下物质及百分重量份进行配料：

脂肪酸酯或和脂肪酸       10％～85％；

环氧脂肪酸酯             10％～80％；

碱                       0.2％～5％；

脂肪胺和/或醇            4％～50％；

第二步，取配料量的环氧脂肪酸酯、碱、脂肪胺和/或醇在惰性气体保护下进行加热反应，并保持一段时间；

第三步，在第一步反应的基础上加入脂肪酸酯或和脂肪酸继续进行加热反应，并保持一段时间，然后冷却制备而成。

所述的脂肪酸酯选自脂肪酸甲酯、生物柴油、脂肪酸乙酯中的一种或两种的混合物。

所述的脂肪酸选自植物油脂肪酸或各种回收油脂制备的脂肪酸中的一种或几种，植物油脂肪酸包括大豆油、玉米油、芝麻油、蓖麻油、棉籽油、棕榈油、椰子油、米糠油、红花油、橄榄油制备的脂肪酸，回收油脂包括地沟油、油脚料。

所述的环氧脂肪酸酯选自环氧大豆油、环氧米糠油、环氧玉米油、环氧花生油、环氧芝麻油、环氧橄榄油、环氧棉籽油、环氧红花油、环氧棕榈油、环氧脂肪酸甲酯和环氧脂肪酸乙酯中的一种或几种。

所述的碱为无机碱或有机碱，无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或其水溶液，有机碱选自二环[4.3.0]-1，5-二氮-5-十一烯、三乙烯二胺、N-甲基吗啡啉、甲醇钠、乙醇钠、甲醇钾、乙醇钾。