專利名稱：一種利用廢油脂制備聚氨酯聚醚多元醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機高分子化合物的制備方法，特別是一種以氧化烯烴、多元醇化合物或胺類化合物為原料制備含多羥基聚醚的方法，具體地說是一種利用廢油脂制備聚氨酯聚醚多元醇的方法。
背景技術(shù)：
聚醚多元醇是聚氨酯材料的重要原料，其制備方法多為在一定壓力、溫度和催化劑作用下，由乙二醇、丙二醇、二乙二醇、丙三醇、乙二胺、三乙醇胺、三異丙醇胺、甲苯二胺等與多元醇(如蔗糖、山梨醇等)共為起始劑，與氧化烯烴反應制得。這類方法中耗用氧化烯烴較多，而氧化烯烴由石油化學工業(yè)制得，在石油資源日益緊張的狀況下，降低這類烯烴的消耗量有著一定的現(xiàn)實意義。目前已有采用植物油制備聚醚多元醇的工藝，同樣這種方法需要消耗大量的植物油，成本高。地溝油，泛指在生活中存在的各類劣質(zhì)油，長期食用可能會引發(fā)癌癥，對人體的危害極大。由于存在不小的經(jīng)濟誘惑，仍有人鋌而走險銷售地溝油。地溝油可分為三類一是狹義的地溝油，即將下水道中的油膩漂浮物或者將賓館、酒樓的剩飯、剩菜(通稱泔水)經(jīng)過簡單加工、提煉出的油；二是劣質(zhì)豬肉、豬內(nèi)臟、豬皮加工以及提煉后產(chǎn)出的油；三是用于油炸食品的油使用次數(shù)超過一定次數(shù)后，再被重復使用或往其中添加一些新油后重新使用的油。“地溝油”回流餐桌是一件令人傷透腦筋的事情，最好的解決辦法就是進行循環(huán)利用，變廢為寶。

發(fā)明內(nèi)容
為了對地溝油進行循環(huán)利用，變廢為寶，本發(fā)明的目的是提供一種利用廢油脂制備聚氨酯聚醚多元醇的方法，該方法采用包括回收的地溝油等廢油脂代替植物油用于生產(chǎn)聚醚多元醇，既降低成本，變廢為寶，又節(jié)約氧化烯烴的使用量，得到的聚醚多元醇能更好地滿足聚氨酯材料生產(chǎn)的要求。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
一種利用廢油脂制備聚氨酯聚醚多元醇的方法，其特征在于該方法在堿性催化劑作用下，由起始劑與氧化烯烴反應制得，包括如下步驟
1)首先將粗廢油脂加熱升溫，控制在110 130°c抽真空，時間為3 6小時，然后加入吸附劑，攪拌1 3小時，吸附雜質(zhì)，經(jīng)過濾后得到精制的廢油脂；所述吸附劑為多孔性硅酸鎂，用量為廢油脂總量的0. 05%-1%。所述廢油脂為地溝油。2)將廢油脂或廢油脂與植物油的混合物與多元醇或胺類化合物或兩者的混合物作為共起始劑加入反應器中；共起始劑中廢油脂或廢油脂與植物油的混合物與多元醇或胺類化合物或兩者的混合物的重量比例為廢油脂或廢油脂與植物油的混合物為3-95%，多元醇或胺類化合物或兩者的混合物為5-97% ；廢油脂與植物油的混合物中廢油脂與植物油的重量比例為廢油脂為10-100%，植物油為0-90% ；所述的多元醇化合物為蔗糖、山梨醇、α -甲基葡萄糖苷、甘露醇、二乙二醇、丙三醇、丙二醇、乙二醇、季戊四醇中的一種或幾種混合物；所述的胺類化合物為乙二胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一異丙醇胺、二異丙醇胺、三異丙醇胺、甲苯二胺中的一種或幾種混合物。3)向上述反應器中加入催化劑；所述催化劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、一甲胺、二甲胺、三甲胺的一種或幾種混合物。為方便于應用，也可以將催化劑溶解于水中制成液體催化劑。催化劑的量為共起始劑0.2 21%。4)向上述反應器中加入氧化烯烴，并使其進行充分反應；在9(T155°C溫度下加入共起始劑總量0. 2飛倍重量的氧化烯烴，壓力維持在0. 05、. 6MPa。氧化烯烴可以是氧化乙烯、氧化丙烯、氧化丁烯中的一種，也可以是其中幾種；若是其中的幾種時，氧化烯烴的加入方式可以是混合后加入，也可以是不同的氧化烯烴分段加入。5)將上述反應產(chǎn)物進行脫氣、精制，得到聚醚多元醇。聚醚多元醇的平均分子量為 300 2000。本發(fā)明制得的聚醚多元醇應用廣泛，可以取聚醚多元醇100份，硅油1-4份，催化劑0. 3-4份，發(fā)泡劑0. 5-50份，異氰酸酯80-350份，高速攪拌混合后發(fā)泡制得聚氨酯泡沫制品。本發(fā)明用廢油脂或廢油脂與植物油的混合物和低分子量多元醇為共起始劑，或用廢油脂或廢油脂與植物油的混合物和胺類化合物為共起始劑，或用廢油脂或廢油脂與植物油的混合物和多元醇與胺類化合物的共混物等為共起始劑，在堿性催化劑的存在下，與氧化烯烴在一定壓力、溫度下反應制得聚醚多元醇。本發(fā)明的具體工藝為將廢油脂或廢油脂與植物油的混合物、低分子量多元醇或胺類化合物或低分子量多元醇和胺類化合物的共混物、催化劑等加入反應器中，在 9(T155°C、壓力控制在彡0. 6MPa下，加入0. 2飛倍起始原料(廢油脂或廢油脂與植物油的混合物+多元醇或胺類化合物或多元醇與胺類化合物的共混物+催化劑)總重量的氧化烯烴與起始劑反應。當氧化烯烴加完后保持在反應溫度下一段時間使反應充分，然后脫氣、精制等工序，制得平均分子量為30(Γ2000的聚醚多元醇。本發(fā)明可將包括回收的地溝油等粗廢油脂代替植物油用于生產(chǎn)聚醚多元醇，降低了成本，實現(xiàn)了地溝油的循環(huán)利用，變廢為寶，安全環(huán)保；同時又節(jié)約氧化烯烴的使用量，節(jié)約了能源。制得的聚醚多元醇能很好地滿足聚氨酯材料生產(chǎn)中的需要，其產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好，流動性好，粘度適中。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有優(yōu)點為廢油脂與低分子量多元醇或胺類化合物為共起始劑替代了原起始劑，生產(chǎn)原料易得，氧化烯烴的消耗比例下降約10%，制得的聚醚可降解性好。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但各實施例均不是對本發(fā)明的具體限制。首先將粗廢油脂加熱升溫，控制在110 130°C抽真空，時間為3 6小時，然后加入多孔性硅酸鎂，用量為廢油脂總量的0. 05%-1%。攪拌1 3小時，吸附雜質(zhì)，經(jīng)過濾后得到精制的廢油脂，待用。
實例 1
將廢油脂20%，蔗糖50%，二乙二醇20%，丙三醇10%作為共起始劑，催化劑氫氧化鉀為共起始劑總量的0.對％，一起加入反應器中，升溫，溫度達95°C時開始加氧化丙烯，氧化丙烯的加入量為共起始劑總重量的1倍，因反應放熱，控制溫度不得超過135°C，壓力控制在0. 5MPa以下。氧化丙烯加完后保持反應溫度池使反應充分進行，然后脫氣20min，精制后得到廢油脂-蔗糖類聚氧丙烯醚。該方法中氧化丙烯的消耗比常規(guī)生產(chǎn)同類蔗糖類聚氧丙烯醚方法低約10%。實例2
將廢油脂30%，山梨醇40%，丙二醇20%，乙二胺10%作為共起始劑，二甲胺(40%水溶液)作為催化劑，催化劑的量為共起始劑總量的5%，加入反應器中，升溫，溫度達100°C時開始加氧化丙烯，氧化丙烯的加入量為共起始劑總重量的3倍，因反應放熱，控制溫度不得超過155°C，壓力控制在0. 5MPa以下。氧化丙烯加完后保持反應溫度1. 5h使反應充分進行，然后脫氣3h，制得到廢油脂-山梨醇類聚氧丙烯醚。該方法中氧化丙烯的消耗比常規(guī)生產(chǎn)同類山梨醇類聚氧丙烯醚方法低約10%。實例3
將廢油脂40%，蔗糖40%，季戊四醇10%，三乙醇胺10%作為共起始劑，氫氧化鈉作為催化劑，催化劑的量為共起始劑總量的10%加入反應器中，先加入氧化丙烯，氧化丙烯的加入量為共起始劑總重量的0. 5倍，升溫過程壓力控制在0. 以下，溫度達110°C時開始加共起始劑總重量的3倍的氧化丙烯，因反應放熱，控制溫度不得超過135°C，壓力控制在0. 6MPa 以下。氧化丙烯加完后保持反應溫度池使反應充分進行，然后脫氣20min，精制后得到廢油脂-蔗糖類聚氧丙烯醚。該方法中氧化丙烯的消耗比常規(guī)生產(chǎn)同類蔗糖類聚氧丙烯醚方法低約23%。實例 4
將廢油脂95%，蔗糖5%作為共起始劑，二甲胺(40%水溶液)作為催化劑，催化劑的量為共起始劑總量的20%加入反應器中，升溫，溫度達100°C時開始加氧化丙烯，氧化丙烯的加入量為共起始劑總重量的0. 2倍，因反應放熱，控制溫度不得超過135°C，壓力控制在 0. 6MPa以下。氧化丙烯加完后保持反應溫度池使反應充分進行，然后脫氣20min，精制后得到廢油脂-蔗糖類聚氧丙烯醚。該方法中氧化丙烯的消耗比常規(guī)生產(chǎn)同類蔗糖類聚氧丙烯醚方法低約陽％。實例5
將廢油脂3%，乙二胺97%作為共起始劑，氫氧化鉀為催化劑，催化劑的量為共起始劑總量的15%加入反應器中，先加入氧化丙烯，氧化丙烯的加入量為共起始劑總重量的0. 3 倍，升溫過程壓力控制在0. 5MPa以下，溫度達90°C時開始加氧化丙烯，氧化丙烯的加入量為共起始劑總重量的5倍，因反應放熱，控制溫度不得超過135°C，壓力控制在0. 6MPa以下。 氧化丙烯加完后保持反應溫度池使反應充分進行，然后脫氣20min，精制后得到廢油脂_乙二胺類聚氧丙烯醚。該方法中氧化丙烯的消耗比常規(guī)生產(chǎn)同類乙二胺類聚氧丙烯醚方法低約4%。實例6
將廢油脂7%、植物油3%、甘露醇55%、丙三醇15%、三異丙醇胺10%、甲苯二胺10%作為共起始劑，三甲胺(30%水溶液)為催化劑，催化劑的量為共起始劑總量的21%，加入反應器中，升溫，溫度達100°C時開始加氧化丙烯，氧化丙烯的加入量為共起始劑總重量的6倍， 因反應放熱，控制溫度不得超過145°C，壓力控制在0. 以下。氧化丙烯加完后保持反應溫度池使反應充分進行，然后脫氣4h，制得廢油脂-甘露醇類聚氧丙烯聚醚。該方法中氧化丙烯的消耗比常規(guī)生產(chǎn)同類甘露醇類聚氧丙烯醚方法低約7%。實例 7
將廢油脂95%、蔗糖3%、二乙二醇作為共起始劑，二甲胺為催化劑，催化劑的量為共起始劑總量的0.洲加入反應器中，升溫，溫度達100°C時開始加氧化丙烯，氧化丙烯的加入量為共起始劑總重量的0. 2倍，因反應放熱，控制溫度不得超過135°C，壓力控制在 0. 5MPa以下。氧化丙烯加完后使反應壓力恢復到加料前壓力時再加共起始劑總重量的0. 1 倍的氧化乙烯，仍然控制溫度和壓力并在池內(nèi)加完。加完后保持反應溫度Ih使反應充分進行，然后脫氣3. 5h，制得廢油脂-蔗糖類聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段聚醚。該方法中的氧化丙烯和氧化乙烯總量消耗比常規(guī)生產(chǎn)同類蔗糖類聚氧丙烯聚氧乙烯醚方法低約9%。實例8
將廢油脂5%、植物油45%、蔗糖30%、丙三醇20%作為共起始劑，一甲胺(30%水溶液)為催化劑，催化劑的量為共起始劑總量的5%加入反應器中，升溫，溫度達100°C時開始加氧化烯烴，氧化烯烴的加入量為共起始劑總重量的4倍，其中，氧化丙烯60%，氧化乙烯 20%，氧化丁烯20%。因反應放熱，控制溫度不得超過135°C，壓力控制在0. 5MPa以下。氧化烯烴加完后保持反應溫度池使反應充分進行，然后脫氣池，制得廢油脂-蔗糖類聚醚。該方法中的氧化烯烴消耗比常規(guī)生產(chǎn)同類蔗糖類聚醚方法低約16%。實例9
將廢油脂45%、植物油5%、蔗糖35%、丙二醇10%、乙二胺5%作為共起始劑，二甲胺(40%水溶液)為催化劑，催化劑的量為共起始劑總量的5%加入反應器中，升溫，溫度達 100°C時開始加氧化丙烯，氧化丙烯的加入量為共起始劑總重量的6倍，因反應放熱，控制溫度不得超過135°C，壓力控制在0. 5MPa以下。氧化丙烯加完后保持反應溫度1. 5h使反應充分進行，然后脫氣3h，制得混合油-蔗糖類聚氧丙烯醚。該方法中氧化丙烯的消耗比常規(guī)生產(chǎn)同類蔗糖類聚氧丙烯醚方法低約18%。本發(fā)明制得的聚醚多元醇應用廣泛。應用1
取聚醚多元醇80份，硅油4份，催化劑0. 3份，發(fā)泡劑50份，異氰酸酯350份，高速攪拌混合后發(fā)泡制得聚氨酯制品。應用2
取聚醚多元醇100份，硅油1份，催化劑4份，發(fā)泡劑0. 5份，異氰酸酯80份，高速攪拌混合后發(fā)泡制得聚氨酯制品。應用3
取聚醚多元醇120份，硅油2份，催化劑2份，發(fā)泡劑30份，異氰酸酯200份，高速攪拌混合后發(fā)泡制得聚氨酯制品。應用4
取聚醚多元醇100份，硅油2份，催化劑2份，發(fā)泡劑20份，異氰酸酯150份，高速攪拌混合后發(fā)泡制得聚氨酯制品。
權(quán)利要求
1.一種利用廢油脂制備聚氨酯聚醚多元醇的方法，其特征在于該方法在堿性催化劑作用下，由起始劑與氧化烯烴反應制得，包括如下步驟1)首先將粗廢油脂加熱升溫，控制在110 130°c抽真空，時間為3 6小時，然后加入吸附劑，攪拌1 3小時，吸附雜質(zhì)，經(jīng)過濾后得到精制的廢油脂；2)將廢油脂或廢油脂與植物油的混合物與多元醇或胺類化合物或兩者的混合物作為共起始劑加入反應器中；共起始劑中廢油脂或廢油脂與植物油的混合物與多元醇或胺類化合物或兩者的混合物的重量比例為廢油脂或廢油脂與植物油的混合物為3-95%，多元醇或胺類化合物或兩者的混合物為5-97% ；廢油脂與植物油的混合物中廢油脂與植物油的重量比例為廢油脂為10-100%，植物油為0-90% ；3)向上述反應器中加入催化劑；4)向上述反應器中加入氧化烯烴，并使其進行充分反應；5)將上述反應產(chǎn)物進行脫氣、精制，得到聚醚多元醇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢油脂制備聚氨酯聚醚多元醇的方法，其特征在于步驟3)中加入的催化劑的量為共起始劑重量的0. 2 21%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢油脂制備聚氨酯聚醚多元醇的方法，其特征在于所述催化劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、一甲胺、二甲胺、三甲胺中的一種或幾種混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢油脂制備聚氨酯聚醚多元醇的方法，其特征在于 步驟4)中，在9(T155°C溫度下加入共起始劑總量0. 2飛倍重量的氧化烯烴，壓力維持在 0. 05 0. 6MPa0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢油脂制備聚氨酯聚醚多元醇的方法，其特征在于步驟4)中，氧化烯烴是氧化乙烯、氧化丙烯、氧化丁烯中的一種或幾種混合物；混合物的加入方式是混合后加入或是不同的氧化烯烴分段加入。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢油脂制備聚氨酯聚醚多元醇的方法，其特征在于步驟2)中，所述的多元醇化合物為蔗糖、山梨醇、α -甲基葡萄糖苷、甘露醇、二乙二醇、丙三醇、丙二醇、乙二醇、季戊四醇中的一種或幾種混合物；所述的胺類化合物為乙二胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一異丙醇胺、二異丙醇胺、三異丙醇胺、甲苯二胺中的一種或幾種混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢油脂制備聚氨酯聚醚多元醇的方法，其特征在于步驟1)中，所述吸附劑為多孔性硅酸鎂，用量為廢油脂總量的0. 05%-1%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢油脂制備聚氨酯聚醚多元醇的方法，其特征在于步驟1)中，所述粗廢油脂為地溝油。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用廢油脂制備聚氨酯聚醚多元醇的方法，該方法在堿性催化劑作用下，由共起始劑與氧化烯烴反應制得。首先將廢油脂加熱升溫，控制在110～130℃抽真空，時間為3～6小時，然后加入吸附劑，攪拌1～3小時，吸附雜質(zhì)，經(jīng)過濾后得到精制的廢油脂；然后將廢油脂或廢油脂與植物油的混合物與多元醇或胺類化合物或兩者的混合物作為共起始劑加入反應器中，加入催化劑和氧化烯烴，在催化劑的存在下共起始劑與氧化烯烴在一定溫度、壓力下反應制得聚醚多元醇。本發(fā)明制備聚醚多元醇的方法原料便宜、易得，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，使用性能良好，且用其制備的聚氨酯泡沫塑料可降解性好。
文檔編號C08G65/26GK102336901SQ201110220878
公開日2012年2月1日 申請日期2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月3日
發(fā)明者于文超, 倪小明, 應玨, 張悅凡, 盛恩善, 翟洪金, 蔡敏俊, 鄭磊, 陳杰 申請人:句容寧武新材料發(fā)展有限公司