一种二氧化碳改性环氧大豆油多元醇及其制备方法技术

本发明专利技术属于多元醇制备技术领域，具体涉及一种二氧化碳改性环氧大豆油多元醇及其制备方法。该多元醇的原料包括环氧大豆油、二氧化碳和环氧化物，二氧化碳改性环氧大豆油多元醇的分子链段中碳酸酯基团质量含量不低于20％，所述二氧化碳占原料总质量的15

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳改性环氧大豆油多元醇及其制备方法


[0001]本专利技术属于多元醇制备
，具体涉及一种二氧化碳改性环氧大豆油多元醇及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着世界各国工业化和城市化程度的不断加深，能源的消耗以及废气、废物的排放与日俱增，化石能源的燃烧以及石油化工的发展产生了大量二氧化碳。同时，全世界人口的膨胀带来相对应的资源及土地占用，地球对二氧化碳的吸收净化能力却在不断下降，全球碳循环出现了严重问题，导致越来越严重的温室效应。通过合适的途径将二氧化碳气体利用起来，成为缓解温室效应的有效方法之一。
[0003]聚氨酯材料在胶黏剂、涂料、泡沫等领域有着非常广泛的运用，每年会产生数千万吨的废弃物，相对应的，这些废弃物的回收也成为了一大问题。新进涌现出的生物基多元醇可以提供相对良好的环境适应能力，能够在相对短的周期(几十个月)内出现明显的生物降解。生物基多元醇虽然具有环境友好等优点，与常规多元醇相比，生物基多元醇在实际应用中，由于生物基链段不规整，会导致整个产品结晶性大幅度减弱，导致产品强度偏差，性能上与常规多元醇存在明显差距，不能够较大范围的替换常规多元醇，也不能改善现有技术中聚氨酯废弃物的生物降解情况。因此，同时实现二氧化碳再利用和扩大生物基多元醇替换常规多元醇的适用范围具有重要意义。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中生物基多元醇强度差，在性能上与常规多元醇相差较大，不能大范围替换常规多元醇，以及如何实现二氧化碳再利用等缺陷，从而提供一种二氧化碳改性环氧大豆油多元醇及其制备方法。
[0005]为此，本专利技术提供了以下技术方案。
[0006]本专利技术提供了一种二氧化碳改性环氧大豆油多元醇，其原料包括环氧大豆油、二氧化碳和环氧化物；
[0007]所述二氧化碳改性环氧大豆油多元醇的分子链段中碳酸酯基团的质量含量不低于20％；
[0008]所述二氧化碳占原料总质量的15
‑
25％；
[0009]所述环氧大豆油占原料总质量的40
‑
65％。
[0010]所述二氧化碳改性环氧大豆油多元醇的分子链段中碳酸酯基团的质量含量为20
‑
25％。
[0011]所述环氧化物为环氧丙烷和环氧乙烷中的至少一种。
[0012]所述二氧化碳改性环氧大豆油多元醇的原料还包括催化剂；
[0013]优选地，所述催化剂与所述环氧大豆油的质量比为(0.5
‑
1.5)：1000。
[0014]所述催化剂为碱金属氢氧化物；
[0015]优选地，所述催化剂为氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种。
[0016]本专利技术还提供了一种上述二氧化碳改性环氧大豆油多元醇的制备方法，包括以下步骤，
[0017]原料混合后反应，得到多元醇粗产物；
[0018]对所述多元醇粗产物进行精制。
[0019]所述多元醇粗产物的羟值为二氧化碳改性环氧大豆油多元醇理论产物羟值的
±
5％。
[0020]所述反应的温度为180
‑
220℃，压力为13
‑
15MPa。
[0021]所述精制的具体步骤包括中和、吸附和脱除杂质。
[0022]进一步地，在多元醇粗产物中加入中和剂，使物料中碱金属离子的含量低于5ppm。本专利技术所说的物料是指在得到二氧化碳改性环氧大豆油多元醇产品前，反应釜中的釜液。
[0023]所述中和是在常温常压的条件下进行的，中和剂可以是但不限于磷酸水溶液。
[0024]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0025]1.本专利技术提供的二氧化碳改性环氧大豆油多元醇，其原料包括环氧大豆油、二氧化碳和环氧化物，二氧化碳改性环氧大豆油多元醇的分子链段中碳酸酯基团质量含量不低于20％，所述二氧化碳占原料总质量的15
‑
25％；所述环氧大豆油占原料总质量的40
‑
65％。本专利技术提供的二氧化碳改性环氧大豆油多元醇具有良好的粘结强度和耐老化性能，经高温高湿处理后粘结强度仍较好，本专利技术多元醇还具有较好的耐老化性。本专利技术提供的二氧化碳改性环氧大豆油多元醇可以在大范围内替代常规多元醇，且性能优于常规多元醇；同时，本专利技术还提供了一种利用二氧化碳的有效途径，实现二氧化碳的资源化利用。
[0026]当二氧化碳改性环氧大豆油多元醇的分子链段中碳酸酯基团质量含量低于20％时，该性能差于常规多元醇的性能，不能替代常规多元醇。
[0027]2.本专利技术提供的二氧化碳改性环氧大豆油多元醇的制备方法，该方法可以得到能代替常规多元醇的多元醇，且本专利技术提供的多元醇的性能较为优异。
[0028]本专利技术通过控制各个原料的用量与反应条件，可以保证二氧化碳改性环氧大豆油多元醇的分子链段中碳酸酯基团质量含量不低于20％，保证二氧化碳改性环氧大豆油多元醇具有优异的强度；此外，该二氧化碳改性环氧大豆油多元醇还具有较好的可降解性。
具体实施方式
[0029]提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。
[0030]实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
[0031]实施例1
[0032]本实施例提供了一种二氧化碳改性环氧大豆油多元醇，其原料包括环氧大豆油、催化剂(氢氧化钠和氢氧化钾)、环氧丙烷、二氧化碳。
[0033]上述二氧化碳改性环氧大豆油多元醇的制备方法，包括以下步骤，
[0034](1)在反应釜中加入质量比为2000:1:1的环氧大豆油、氢氧化钠和氢氧化钾，在氮气气氛下，搅拌并升温至100℃，向反应釜中通入环氧丙烷置换氮气，然后通入质量比为3:2的环氧丙烷和二氧化碳的混合气体直至釜内压强升至14MPa，升温至200℃，保持搅拌，反应过程中监控压强变化，待压强降至0.1MPa后，测试粗产物的羟值，判定是否在56.1
±
2mgKOH/g的范围内，若羟值高于该值，继续通入上述比例的混合气体进行反应，直至羟值达标，得到二氧化碳改性环氧大豆油多元醇粗产物。其中，初次通入环氧丙烷和二氧化碳混合气体的质量与环氧大豆油的质量的比例为1:1，测试羟值后补加的环氧丙烷和二氧化碳混合气体的质量与环氧大豆油质量的比例为0.1:1，混合气体中环氧丙烷和二氧化碳的质量比为3:2。
[0035](2)向反应釜内加入质量浓度为5wt％磷酸水溶液，搅拌，测试反应釜液中钾离子和钠离子的总含量，保证反应釜内釜液中钾离子和钠离子的总含量低于5ppm。然后在反应釜内通入氮气，在保护气氛下升温至110
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳改性环氧大豆油多元醇，其特征在于，其原料包括环氧大豆油、二氧化碳和环氧化物；所述二氧化碳改性环氧大豆油多元醇的分子链段中碳酸酯基团的质量含量不低于20％；所述二氧化碳占原料总质量的15
‑
25％；所述环氧大豆油占原料总质量的40
‑
65％。2.根据权利要求1所述的二氧化碳改性环氧大豆油多元醇，其特征在于，所述二氧化碳改性环氧大豆油多元醇的分子链段中碳酸酯基团的质量含量为20
‑
25％。3.根据权利要求1或2所述的二氧化碳改性环氧大豆油多元醇，其特征在于，所述环氧化物为环氧丙烷和环氧乙烷中的至少一种。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的二氧化碳改性环氧大豆油多元醇，其特征在于，其原料还包括催化剂；优选地，所述催化剂与所述环氧大豆油的质量比为(0.5
‑
1.5)：1000。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的二氧化碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢豪，李玉博，
申请(专利权)人：上海抚佳精细化工有限公司，
类型：发明
国别省市：