[发明专利]来自使用过的天然油的生物基共聚物多元醇制品

说明书

技术领域

本公开一般性地涉及从天然油制备生物基共聚物多元醇制品以及使用生物基共聚物多元醇制品来生产泡沫产品。

背景技术

由聚氨酯制备的泡沫广泛应用于车辆座椅填充。聚氨酯为有机重复单元通过氨基甲酸酯和脲键连接的一大类聚合物。聚氨酯通常由具有两个或更多个羟基基团的多元醇与具有两个或更多个官能化异氰酸酯基团的异氰酸酯反应来制备。羟基基团和异氰酸酯基团可彼此反应以形成氨基甲酸酯和脲键。

用于合成聚氨酯的许多多元醇是合成的。因此，对于从生物基来源中开发多元醇以减小对石油产品的依赖和减小碳排放量的兴趣日益增加。为此，已尝试开发从再生材料包括使用过的油，例如动物、烹饪、油炸和废油中制备天然油多元醇(NOP)的方法，以及使用这样的NOP来制备泡沫(例如，软质泡沫)。

但是，在本领域中仍需要实现更高生物含量的多元醇来制备聚氨酯。由此，本发明的目的在于解决这一技术难题，通过将更多生物组分引入共聚物多元醇的连续相和/或分散相使得可得到更高生物含量的多元醇。

特别地，在本发明中已开发两种制备生物基共聚物多元醇制品的方法。在第一种方法中，使用来源于使用过的天然油的生物基聚合物颗粒作为固相，其分散于石油基多元醇中以制备生物基共聚物多元醇1(POP 1)。在第二种方法中，将常规聚合物颗粒分散于来源于使用过的天然油的NOP中以制备生物基共聚物多元醇2(POP 2)。

发明内容

在第一个实施方案中，提供一种制备生物基共聚物多元醇制品的方法。所述方法使环氧化的脂肪酸酯与羧酸反应以制备二酯官能化的单醇(monol)。所述羧酸包含可聚合的不饱和键。所述方法使第一多元醇与环羧酸酐反应以制备单酯。所述环羧酸酐包含可聚合的不饱和键且所述单酯具有羧酸基团的末端。所述单酯与环氧化物反应以制备分散剂。将二酯官能化的单醇、分散剂和腈加入包含第二多元醇的溶剂中。所述腈包含可聚合的不饱和键。将二酯官能化的单醇、腈和分散剂在溶剂中分散共聚以制备生物基共聚物多元醇制品。

在第二个实施方案中，提供另一种制备生物基共聚物多元醇制品的方法。所述方法使多元醇与环羧酸酐反应以制备单酯。所述环羧酸酐包含可聚合的不饱和键且所述单酯具有羧酸基团的末端。所述方法使所述单酯与环氧化物反应以制备分散剂。将分散剂和单体加入包含天然油基多元醇的溶剂中。所述单体包含可聚合的不饱和键。将分散剂和单体在溶剂中分散共聚以制备生物基共聚物多元醇制品。

不受理论的限制，认为本文提供的方法通过将生物组分从使用过的天然油引入连续相和/或分散相以实现更高的生物含量(bio-content)。特别地，在使用天然油基多元醇作为连续相的方法中，通过将石油基多元醇替代为天然油基多元醇实现高生物含量。

附图说明

图1为图示依据本发明制备生物基共聚物多元醇制品的两种方法的方框图。

图2为图示制备POP1的方法的实例的方框图。

图3为POP 1样品的图片。

图4为POP 1的FTIR谱图。

图5为POP 1的¹H-NMR谱图。

图6为图示制备POP 2的方法的实例的方框图。

图7为POP 2样品的图片。

图8为POP 2的FTIR谱图。

图9为POP 2的¹H-NMR谱图。

具体实施方式

本文所用的“生物基共聚物多元醇制品”指使用天然油(例如，烹饪油或使用过的烹饪油)作为至少一种起始材料得到的共聚物多元醇制品。这样的生物基共聚物多元醇制品可用于制备用于汽车座椅的泡沫从而实现更高的生物含量。

术语“天然油”指天然存在的、非石油的油，如植物油和动物油。

术语“生物基”指共聚物多元醇制品的至少一些元素或组分(例如，碳)来源于天然油(例如，烹饪油或使用过的烹饪油)。同样，术语“生物组分”和“生物含量”各自指来源于于天然油(例如，烹饪油或使用过的烹饪油)的组分和含量。

图1为描述利用使用过的天然油制备生物基共聚物多元醇制品的两种方法的方框图。

使用过的天然油为之前已被消费者(例如，日常的或工业消费者)使用的天然油。适用于本文的天然油包括但不限于各种动物、植物、烹饪、油炸以及其他废天然油。例如，可使用具有8-22个碳原子的脂肪链的使用过的天然油，如黄色油脂、牛油、猪油、椰子油、棕榈油、花生油、红花油、玉米油、大豆油、菜籽油、橄榄油以及任何其他适合的生物基废油。