制备聚醚醇的方法技术

技术编号:7132780 阅读:176 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种制备聚醚醇的方法,其包含以下步骤:a)使不饱和天然油或脂肪与一氧化碳和氢气的混合物反应;b)使步骤a)的混合物与氢气反应;c)使步骤b)的产物与环氧烷在催化剂存在下反应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及使用天然油制备用于软质聚氨酯泡沫的聚醚醇的方法。软质聚氨酯泡沫用于很多工业领域,特别是室内装潢或降噪。软质聚氨酯泡沫通 常通过多异氰酸酯与含有至少两个对异氰酸酯基有反应活性的氢原子的化合物在发泡剂 和——如果合适——催化剂和常规助剂和/或添加剂存在下反应制备。出于生态考虑,市场越来越需要基于可再生原材料的泡沫(参见D.Reed, Urethanes Technology, August/S印tember,2005,24-35)。此类泡沫大多使用天然脂肪和 /或油制备,所述天然脂肪和/或油通常在用于软质聚氨酯泡沫前被化学改性以引入至少 两个对异氰酸酯基有反应活性的氢原子。在化学改性中,天然脂肪和/或油通常被羟基官 能化,如果合适,改性以另外的一步或多步进行。作为在PU体系中使用的羟基官能化的脂 肪和 / 或油衍生物的实例,可提及 WO 2004/096744、WO 2005/033167、WO 2006/012344、US 6,686,435、GB2, 278,350。在所有所述专利申请中,所述羟基官能化的脂肪和/或油不与 环氧烷在其它步骤中反应。可提及的市售产品有从toethane SoySystems Co. (USSC)得 到的 Soyol 多元醇(Soyol R2-052、SoyolR2-052_A、Soyol R2-052-B、Soyol R2-052C、 Soyol R2-052-E、SoyolR2-052-F、Soyol R2-052-G)、从 BioBased ^Technologies 得到的 Agrol Soy 多元醇(Agrol 1. 3>Agrol 1. 5>Agrol 1. 8>Agrol 2. 0、Agrol 2. 5>Agrol 2. 8、 Agrol 3.0、Agrol 3· 5、Agrol 4· O、Agrol 5· O、Agrol 6· O、Agrol 7· 0)、从 Cargill 得至Ij 的BiOH 多元醇或从Dow得到的天然油多元醇(Natural Oil Polyol s,NOP)、从Hobum Oleochemicals GmbH 得到的Merginol 系列、从 Cognis Deutschland GmbH & Co. KG 得到的Sovermol 系列。此类物质——其常被称为天然基多元醇——的一个缺陷是,它们不 能完全代替常规使用的石油基聚醚醇而用于软质PU泡沫体系中。EP 1 537 159 Bl描述了使用双金属氰化物——也称为DMC催化剂——使天然原 材料烷氧基化以制备用于低排放软质聚氨酯泡沫的聚醚醇的方法。此处,特别提及蓖麻油 作为合适的天然原材料。蓖麻油中主要的脂肪酸为占70-85%的蓖麻油酸。蓖麻油酸本身 具有一个OH基团。根据蓖麻油酸的比例,蓖麻油的平均官能度为2. 5-3. O。因此可省去用 于引入OH基团的化学改性。对本领域的技术人员显而易见的是,另外的OH基团仍然可通 过化学方法任选地引入。蓖麻油的一个缺陷是,与诸如大豆油、棕榈油、菜籽油或葵花油等 的油类相比,其天然存在量极少。因此蓖麻油相对昂贵,从经济角度而言,其用于PU体系中 没有吸引力。已经发现天然存在的羟基官能化的脂肪例如蓖麻油可用作制备这样的聚醚醇的 起始材料,该聚醚醇基于可再生原材料、用于软质聚氨酯泡沫,并通过向H-酸化合物上加 合环氧烷而得到(参见EP 1 537159和JP2005320437)。EP 1 709 678描述了一种基于天然油制备多元醇的方法,其中用过氧羧酸或过氧 化氢氧化不饱和甘油三酸酯,将形成的环氧基团转化为醇基,并使其与环氧烷反应。该方法 难以实施,且使用的氧化剂不易处理。WO 2004/096883描述了一种使用加氢甲酰基化的脂肪酸的酯化产物制备软质聚 氨酯泡沫的方法。WO 2007/085548描述了一种使用包含羟基的天然材料(特别是天然脂肪和天然 油)及其与环氧烷的反应产物制备粘弹性软质泡沫的方法。此处也优选使用蓖麻油。在已知的聚氨酯制备方法中使用的衍生自天然脂肪和油的多元醇在其官能度方 面受到限制。由于形成的聚醚醇的官能度基本上由与环氧烷在DMC催化剂存在下的加成反应 所使用的起始分子的官能度决定,因此,例如,基于蓖麻油的相应聚醚醇通常的平均OH官 能度为约2. 7。用于软质聚氨酯泡沫的石油基聚醚醇通常的OH官能度在2-4的范围内。因 此,蓖麻油基本是一种制备以上提及的基于天然脂肪的聚醚醇的良好起始材料。在天然脂 肪的反应中,与其他烷氧基化方法相比,DMC催化剂的总体优势在于分解产物的比例相对 较低,由此在所得的软质聚氨酯泡沫中有气味的组分的形成相对较低。但使用蓖麻油作为 起始分子进行DMC催化的环氧烷加成反应从根本上也具有限制或缺陷在软质聚氨酯泡沫 中,机械性质主要是经由交联度设置,因此不可避免地须选择所使用的聚醚醇的官能度和 链长。当蓖麻油以其本身使用时,如上所述,因为聚醚醇的最终官能度基本由起始分子的官 能度确定,聚醚醇的官能度仅可被调节至有限的程度。因此,烷氧基化的蓖麻油必须与其他 多元醇结合使用,以按目标设定软质聚氨酯泡沫的特定机械性质。蓖麻油的另一个缺陷是,如上所述,与其他市售的油(例如葵花油、大豆油、菜籽 油、棕榈油等)相比,其在全球的销售有限。本专利技术的一个目的是提供基于产量充足、价格便宜的天然脂肪和天然油的多元 醇,所述多元醇具有宽范围可变的性质,特别是宽范围的官能度,可被加工制备成多种用途 的聚氨酯,特别是具有降低排放量的聚氨酯。所述多元醇特别是应当能够用于制备软质聚 氨酯泡沫。该目的通过在第一个反应步骤中进行加氢甲酰基化并随后氢化以使天然脂肪羟 基官能化、以及在第二个步骤中使用催化剂(特别是DMC催化剂)使该产物与环氧烷反应 而实现。因此,本专利技术提供了一种,其包含以下步骤a)使不饱和天然油或脂肪与一氧化碳和氢气的混合物反应,b)使步骤a)的混合物与氢气反应,c)使步骤b)的产物与环氧烷在催化剂的存在下反应。本专利技术还提供了 一种通过本专利技术方法制备的聚醚醇。本专利技术还提供了一种通过使多异氰酸酯与含有至少两个对异氰酸酯基有反应活 性的氢原子的化合物反应来制备聚氨酯、特别是软质聚氨酯泡沫的方法,其中通过本专利技术 方法制备的聚醚醇用作含有至少两个对异氰酸酯基有反应活性的氢原子的化合物。DMC催化剂优选用作步骤C)中的催化剂。天然不饱和油和/或脂肪的实例有蓖麻油、葡萄籽油、黑种草油(black cumin oil)、南瓜籽油、硫璃苣籽油、大豆油、麦胚油、菜籽油、葵花油、花生油、杏仁油(apricot kernel oil)、乳香黄连木油(pistachio nut oil)、扁桃油(almond oil)、橄榄油、澳洲坚 果油(macadamian nut oil)、鳄梨油、沙棘油、芝麻油、大麻油、榛子油、月见草油、野玫瑰 油、红花油、胡桃油、棕榈油、鱼油、椰子油、妥尔油、玉米胚芽油、亚麻子油。优选蓖麻油、大 豆油、棕榈油、葵花油和菜籽油。特别优选大豆油、棕榈油、葵花油和菜籽油,它们特别地还用于工业规模的生物柴油生产。除了提及的油,还可使用由遗传修饰植物得到的具有不同 脂肪酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备聚醚醇的方法,包含以下步骤:a)使不饱和天然油或脂肪与一氧化碳和氢气的混合物反应,b)使步骤a)的混合物与氢气反应,c)使步骤b)的产物与环氧烷在催化剂存在下反应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:D·米约洛维奇
申请(专利权)人:巴斯夫欧洲公司
类型:发明
国别省市:DE

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