聚乳酸生物基聚酯醚多元醇的制备方法技术

本发明专利技术属于聚酯醚多元醇技术领域，具体涉及聚乳酸生物基聚酯醚多元醇的制备方法。所述聚乳酸生物基聚酯醚多元醇的制备方法，先将乳酸分散在小分子醇中进行乳酸脱水自聚，再以得到的聚乳酸和小分子醇为原料，在小分子醇混合酯化催化剂作用下进行酯化反应，得到中间体；最后在中间体中加入高官能度醇类起始剂、生物油、碱性催化剂，与环氧烯烃进行聚合反应，得到聚乳酸生物基聚酯醚多元醇。本发明专利技术的聚乳酸生物基聚酯醚多元醇具有羟值低、粘度低、相容性好的特点，且其制备的聚氨酯泡沫机械性能好，绿色可降解，环境友好。环境友好。

【技术实现步骤摘要】
聚乳酸生物基聚酯醚多元醇的制备方法


[0001]本专利技术属于聚酯醚多元醇
，具体涉及聚乳酸生物基聚酯醚多元醇的制备方法。

技术介绍

[0002]目前，随着石化资源日趋稀少，生物基聚氨酯泡沫材料成为研究的热点，各种生物基替代产品逐渐被发掘，例如采用植物油、腰果壳油、玉米秸秆以及其他生物基可再生的原料来合成多元醇或异氰酸酯，作为聚氨酯材料的主要原料，再对其进行各种化学改性修饰后发泡，以此得到各种不同类型的聚氨酯泡沫材料。
[0003]其中，聚乳酸(PLA)是一种良好的生物降解材料，其机械性能、相容性、物理性能良好，且具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，是公认的环境友好材料。但是，现有的以聚乳酸为原料合成的生物基聚醚多元醇或者生物基聚酯多元醇难以同时达到低羟值和低粘度的指标，且与聚氨酯发泡剂的相容性不好，极大地限制了其在可降解聚氨酯产品中的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种聚乳酸生物基聚酯醚多元醇的制备方法，具有羟值低、粘度低、相容性好的特点，且其制备的聚氨酯泡沫机械性能好，绿色可降解，环境友好。
[0005]本专利技术所述的聚乳酸生物基聚酯醚多元醇的制备方法，先将乳酸分散在小分子醇中进行乳酸脱水自聚，再以得到的聚乳酸和小分子醇为原料，在小分子醇混合酯化催化剂作用下进行酯化反应，得到中间体；最后在中间体中加入高官能度醇类起始剂、生物油、碱性催化剂，与环氧烯烃进行聚合反应，得到聚乳酸生物基聚酯醚多元醇。
[0006]优选的，所述聚乳酸生物基聚酯醚多元醇的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)将乳酸、小分子醇投入反应釜中，在70
‑
80℃温度下进行乳酸脱水自聚2
‑
3h，然后加入小分子醇混合酯化催化剂，先升温至120
‑
130℃酯化反应5
‑
6小时，再继续升温至160
‑
190℃，在压力低于
‑
0.09Mpa条件下负压脱水3
‑
4h，得到中间体；
[0008](2)将中间体降温至80
‑
100℃，加入高官能度醇类起始剂、生物油、碱性催化剂混合均匀，进行环氧烯烃预滴，预滴完后升温至110
‑
120℃，继续进行环氧烯烃进料，进料完毕后继续聚合反应2
‑
3h，得到聚乳酸生物基聚酯醚多元醇。
[0009]本专利技术中，将乳酸分散在小分子醇中进行乳酸脱水自聚，可以避免乳酸自聚后粘度过大，不利于搅拌。所得到的聚乳酸为乳酸经脱水缩聚后合成的低聚物聚乳酸。
[0010]本专利技术中，所述小分子醇为二乙二醇、丙二醇、甘油、丁二醇、乙二醇中的一种或多种。
[0011]本专利技术中，所述酯化催化剂为对甲苯磺酸、钛酸四丁酯、辛酸亚锡、二水合氯化亚锡、月桂酸二丁基锡中的一种或多种；酯化催化剂的加入量为乳酸、小分子醇总质量的
0.05
‑
0.1％。
[0012]本专利技术中，所述小分子醇与乳酸的质量比为0.5:(1
‑
20)。
[0013]本专利技术中，所述小分子醇混合酯化催化剂中，小分子醇与酯化催化剂的质量比为1:(0.05
‑
0.1)。
[0014]本专利技术中，所述高官能度醇类起始剂为蔗糖、山梨醇中的一种或两种；高官能度醇类起始剂与乳酸的质量比为(0.3
‑
1):1。
[0015]本专利技术中，所述生物油为棕榈油、大豆油、环氧大豆油、蓖麻油、棉籽油、玉米油中的一种或多种；生物油与乳酸的质量比为(0.3
‑
1):1。
[0016]本专利技术中，所述环氧烯烃为环氧丙烷、环氧乙烷中的一种或两种；以目标产物聚酯醚多元醇的设计羟值计算，确定环氧烯烃的加入量。
[0017]本专利技术中，所述碱性催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、二甲胺、三乙胺、N,N
‑
二甲基苄胺、N,N
‑
二甲基苯胺中的一种或多种；碱性催化剂的加入量为中间体、高官能度醇类起始剂、生物油、环氧烯烃总质量的0.1
‑
1％。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0019](1)本专利技术先将乳酸分散在小分子醇中进行乳酸脱水自聚，再以得到的聚乳酸和小分子醇为原料合成聚乳酸酯类化合物，然后与高官能度醇类起始剂、生物油和环氧烯烃进行聚合反应，制得的聚酯醚多元醇羟值在300
‑
400mgKOH/g之间，25℃粘度在3000
‑
7000mPa
·
s之间，具有羟值低、粘度低、相容性好的特点，且其制备的聚氨酯泡沫机械性能好；
[0020](2)本专利技术所采用的聚乳酸来源广泛，绿色可降解，所合成聚酯醚多元醇可完全降解，制得的制品环境友好。
具体实施方式
[0021]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例中所使用的原料，如无特别说明，均为市售常规原料；实施例中所使用的工艺方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
[0022]实施例1
[0023]按以下方法制备聚乳酸生物基聚酯醚多元醇A：
[0024](1)在反应釜中加入425g乳酸、76g丙二醇，合釜试漏置换后，氮气氛围下升温至70℃，负压
‑
0.09Mpa下氮气鼓泡，进行乳酸脱水自聚3h；然后将0.5g辛酸亚锡酯化催化剂融入5g二乙二醇中，抽入反应釜内，搅拌升温至120℃，升温至设定温度后反应6小时，期间间歇放水，维持反应釜内压力＜0.4Mpa；待反应釜内压力稳定后，继续升温至160℃进行负压脱水反应，压力
‑
0.09Mpa下氮气鼓泡4h，得到中间体；
[0025](2)将中间体降温至100℃，抽入240g蔗糖、10g碱性催化剂三乙胺和360g棕榈油的混合物，搅拌均匀后控温在85℃，进行环氧丙烷预滴，预滴质量180g，预滴完后升温至120℃，继续进行环氧丙烷进料，质量153g，进料完毕后内压2h，内压完毕后抽负压至
‑
0.09Mpa，脱气鼓泡半小时后降温至80℃左右，放料得到聚乳酸生物基聚酯醚多元醇A，羟值305mgKOH/g，25℃粘度3256mPa
·
s。
[0026]实施例2
[0027]按以下方法制备聚乳酸生物基聚酯醚多元醇B：
[0028](1)在反应釜中加入635g聚乳酸、106g二乙二醇，合釜试漏置换后，氮气氛围下升温至80℃，负压
‑
0.09Mpa下氮气鼓泡，进行乳酸脱水自聚2h；然后将0.3g对甲苯磺酸酯化催化剂融入5g甘油中，抽入反应釜内，搅拌升温至130℃，升温至设定温度后反应5小时，期间间歇放水，维持反应釜内压力＜0.4Mpa；待反应釜内压力稳定后，继续升温至190℃进行负压脱水反应，压力
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸生物基聚酯醚多元醇的制备方法，其特征在于：先将乳酸分散在小分子醇中进行乳酸脱水自聚，再以得到的聚乳酸和小分子醇为原料，在小分子醇混合酯化催化剂作用下进行酯化反应，得到中间体；最后在中间体中加入高官能度醇类起始剂、生物油、碱性催化剂，与环氧烯烃进行聚合反应，得到聚乳酸生物基聚酯醚多元醇。2.根据权利要求1所述的聚乳酸生物基聚酯醚多元醇的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将乳酸、小分子醇投入反应釜中，在70
‑
80℃温度下进行乳酸脱水自聚2
‑
3h，然后加入小分子醇混合酯化催化剂，先升温至120
‑
130℃酯化反应5
‑
6小时，再继续升温至160
‑
190℃，在压力低于
‑
0.09Mpa条件下负压脱水3
‑
4h，得到中间体；(2)将中间体降温至80
‑
100℃，加入高官能度醇类起始剂、生物油、碱性催化剂混合均匀，进行环氧烯烃预滴，预滴完后升温至110
‑
120℃，继续进行环氧烯烃进料，进料完毕后继续聚合反应2
‑
3h，得到聚乳酸生物基聚酯醚多元醇。3.根据权利要求1所述的聚乳酸生物基聚酯醚多元醇的制备方法，其特征在于：所述小分子醇为二乙二醇、丙二醇、甘油、丁二醇、乙二醇中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的聚乳酸生物基聚酯醚多元醇的制备方法，其特征在于：所述酯化催化剂为对甲苯磺酸、钛酸四丁酯、...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭怀泉，李海东，陈纪强，程铸洪，
申请(专利权)人：山东一诺威新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：