[发明专利]可再生聚酯多元醇的合成方法

说明书

本发明公开了一种可再生聚酯多元醇的合成方法，该合成方法是以工业级油酸为主要原料，首先利用工业级油酸与顺丁烯二酸酐进行“ene”反应得到油酸顺酐化产物，然后利用该顺酐化产物与一缩二乙二醇进行缩聚反应，最后通过加入碱性醇溶液和蒸馏等操作降低其酸值，得到高羟值、低酸值的可再生聚酯多元醇。该合成方法的原料容易得到，且价格便宜，制备出的聚酯多元醇羟值为230～240mgKOH/g，酸值低于0.8mgKOH/g，粘度2200～2400mPa·s，其酸值较低，有利于下一步聚氨酯的合成，且具有粘接强度高、耐水解和耐溶剂性能优等特点。

技术领域

本发明涉及一种聚酯多元醇的合成方法，具体涉及一种可再生聚酯多元醇的合成方法。

背景技术

聚氨酯材料作为应用越来越多的高分子材料，以其优异的力学性能、高耐磨及回弹、使用条件多样化等优点被广泛应用于建筑、交通、纺织、印刷包装、胶粘剂等诸多领域。

聚酯多元醇通常是由有机二元羧酸(酸酐或酯)与多元醇(包括二醇)缩合(或酯交换)或由内酯与多元醇聚合而成，主要用于聚氨酯树脂的合成原料。其制备过程一般都采用间歇法生产：即生产时首先把有机二元羧酸(酸酐或酯)与多元醇(包括二醇)加入反应器中熔融，通入氮气，于150℃左右反应生成水，逐步蒸出，釜内生成低聚酯混合物(低分子量聚酯多元醇)。随水分的蒸出，釜内温度逐渐升高，在170～230℃下，真空度逐步降到500Pa，将过量的二元醇和少量副反应产物(低分子聚酯、醛及酮)与反应生成的残留水一起蒸出。

而近年来，随着石油价格上涨、全球变暖及环境污染等问题的加剧，通过可再生资源替代石油资源成为一大趋势，由可再生资源制备聚氨酯材料已经引起了国内外众多学者的关注。采用植物油为原料制备可再生多元醇也逐渐成熟。但是多数研究仅限于植物油中的甘油三酯，而对植物油的衍生物—油酸的研究较少。采用植物油为原料，价格昂贵，并且存在“与民争食”的问题；而油酸作为油脂化工的副产品，来源广泛，价格便宜，用其作为原料制备聚酯多元醇亦十分可行。

发明内容

本发明的目的是提供一种可再生聚酯多元醇的合成方法，使用该合成方法可得到高羟值、低酸值的可再生聚酯多元醇。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

可再生聚酯多元醇的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)重量份数如下的原料：

工业级油酸40～60份；

顺丁烯二酸酐40～50份；

一缩二乙二醇160～220份；

工业级抗氧剂0.2～0.3份；

阻聚剂0.6～0.7份；

有机钛酸酯类催化剂0.1～0.2份；

质量浓度为10％的碱性醇溶液0.2～0.4份；

2)油酸初步反应：在N₂气氛下，将全部的工业级油酸、全部的顺丁烯二酸酐、以及0.3份阻聚剂和0.1份的工业级抗氧剂混合均匀，然后以20℃/h升温速率加热至210～230℃并保持该温度反应，反应过程中不断搅拌该混合液，至出水量达到理论出水量的85％时反应完成，然后将温度降到100～120℃，得到油酸顺酐化产物；

3)缩聚反应：在N₂气氛下，将全部的油酸顺酐化产物、全部的一缩二乙二醇、以及剩余的阻聚剂和剩余的工业级抗氧剂混合后，搅拌1～2h，并将蒸出的水分排出；

然后在搅拌条件下缓慢加热到220～230℃，加入全部的有机钛酸酯类催化剂，待反应体系酸值降到30mgKOH/g时，开始抽真空除去反应生成的水和低分子量聚酯多元醇以及部分未反应的一缩二乙二醇，使酸值降到1.5mgKOH/g以下；