一種葡萄糖液化制備聚醚多元醇的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種葡萄糖液化制備聚醚多元醇的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚合物分子主鏈含有醚鍵（一R- 0 - R-），其端基或側(cè)基含有大于2個(gè)羥基（一 0H)的聚合物統(tǒng)稱為聚醚多元醇。常溫下為無色至棕色黏稠液體。聚醚多元醇是一種重要 的化工原料。它的最大用途是合成聚氨酯樹脂類產(chǎn)品，如聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯粘合劑、 聚氨酯膠粘劑、聚氨酯彈性體等。此外，還可以用作非離子表面活性劑、潤滑劑等。目前生 產(chǎn)聚醚多元醇的原料均是毒性和腐蝕性較強(qiáng)的石油化工產(chǎn)品。近年來，由于石油價(jià)格的上 漲，聚醚多元醇的制備成本也相應(yīng)上漲。同時(shí)，隨著石油資源的日益短缺和環(huán)境污染的日 益嚴(yán)重，積極探索可再生的生物質(zhì)為原料代替石油資源是解決問題的有效方法之一，正日 益受到重視。葡萄糖是一種豐富可再生天然資源，具有良好的降解性和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。 葡萄糖液化制備聚醚多元醇的主要應(yīng)用領(lǐng)域是聚氨酯高分子材料。目前，中國國內(nèi)生產(chǎn)聚 醚多元醇多以石油等化工原料為主，也有纖維素、竹肩等為原料的研宄報(bào)道。黃元波等報(bào) 道了玉米淀粉以濃硫酸為催化劑對(duì)多元醇的制備工藝[1];劉玉環(huán)等報(bào)道了以竹廢料為原 料，濃硫酸為催化劑的多羥基化合物的制備工藝[2]。國外也有相關(guān)報(bào)道，如Yamata[3]和 Alma[4]等以氫氧化鈉為催化劑，以多元醇和水作為液化劑，在高溫高壓下對(duì)纖維類生物質(zhì) 進(jìn)行液化的工藝。在催化劑上，目前催化劑大多是采用硫酸或堿性催化劑，會(huì)對(duì)金屬反應(yīng)器 產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕，并對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，有些液化過程需要在高溫高壓下進(jìn)行，能量消耗大，所 需設(shè)備耐壓要求高，液化產(chǎn)品的得率并不高。
[0003] (參考文獻(xiàn)：[1]黃元波，鄭云武，鄭志鋒等.玉米淀粉多元醇液化工藝研宄[J].西 南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，31 (1) :72-74.
[2] 劉玉環(huán)，高龍?zhí)m，彭紅等.竹廢料液化制備多羥基化合物研宄[J].現(xiàn)代化工，2008， 28 (增刊 2) :214-217.
[3] Alma M H，Shiraishi N. Preparation of polyurethane like foams from NaOH catalyzed liquefied wood [J]. Holzals Rohund werkstoff, 1998, 56(4):245-246.
[4] Maldas D, Shiraishi N. Liquefaction of wood in the presence of polyol using NaOH as a catalyst and its application to polyurethane foams [J]. Intern J Polymeric Mater, 1996, 33(1): 61-67〇

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了葡萄糖液化制備聚醚多元醇的新工藝。 本發(fā)明的技術(shù)方案：是以H型離子交換樹脂為催化劑，混合多元醇為液化劑，將原料葡萄糖 直接液化制混合聚醚多元醇的工藝。明確了反應(yīng)物配比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和催化劑用量 等對(duì)液化過程的影響。強(qiáng)酸苯乙烯-二乙烯苯陽離子交換樹脂 本發(fā)明中的所用設(shè)備及工藝簡單，采用環(huán)保型催化劑，反應(yīng)條件溫和，成本低，液化率 高，可完全代替石油資源，是一條綠色工藝路線。
[0005] -種葡萄糖液化制備聚醚多元醇的方法的步驟和條件如下： (1) 向裝有回流冷凝管的三口反應(yīng)器中，加入葡萄糖、液化劑、催化劑，葡萄糖與液化 劑的質(zhì)量比為1:4-8 ;液化劑是PEG200與甘油的混合多元醇，PEG200與甘油的質(zhì)量比為 4-8:6-2 ;最佳質(zhì)量比為3:7 -6:4 ;催化劑是H型離子交換樹脂，其為強(qiáng)酸苯乙烯-二乙烯 苯陽離子交換樹脂，催化劑是液化劑的質(zhì)量的百分1%_5% ; (2) 反應(yīng)在130-170°C恒溫下進(jìn)行，進(jìn)行攪拌，反應(yīng)時(shí)間為30-70min ; (3) 把反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至室溫，得到聚醚多元醇。
[0006] 有益效果：本發(fā)明提供了一種葡萄糖液化制備聚醚多元醇的方法。以淀粉為原料， 混合多元醇為液化劑，H型離子交換樹脂為催化劑制備聚醚多元醇的新工藝。產(chǎn)品液化率 達(dá)到99. 8%，輕值為479. 0 mgKOH/g，粘度為480 mpa · s。本發(fā)明中首次采用了環(huán)保型催化 劑H型離子交換樹脂，解決了過程中的環(huán)境污染及設(shè)備腐蝕等問題；所用設(shè)備及工藝簡單； 反應(yīng)條件溫和，成本低，液化率高，可完全代替石油資源，是一條綠色工藝路線。所制備的聚 醚多元醇適用于制備發(fā)泡聚氨酯材料。
【附圖說明】
[0007] 圖1是本發(fā)明制備的聚醚多元醇和原料葡萄糖的紅外光譜圖。
[0008] 圖2是本發(fā)明制備的聚醚多元醇的核磁共振圖譜。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 實(shí)施例1 一種葡萄糖液化制備聚醚多元醇的方法，步驟和條件如下： (1) 向裝有回流冷凝管的三口反應(yīng)器中，加入葡萄糖、液化劑、催化劑，葡萄糖與液化劑 的質(zhì)量比為1:6 ;液化劑是PEG200與甘油的混合多元醇，PEG200與甘油的質(zhì)量比為6:4 ;催 化劑是H型離子交換樹脂，其為強(qiáng)酸苯乙烯-二乙烯苯陽離子交換樹脂，催化劑是液化劑的 質(zhì)量的百分4% ; (2) 反應(yīng)在130°C恒溫下進(jìn)行，進(jìn)行攪拌，反應(yīng)時(shí)間為50min ; (3) 把反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至室溫，得到聚醚多元醇。
[0010] 實(shí)施例2-5-種葡萄糖液化制備聚醚多元醇的方法，步驟如實(shí)施例1，條件如表1。 得到的聚醚多元醇的檢測結(jié)果見表1。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 葡萄糖液化制備聚醚多元醇的方法，其特征在于，步驟和條件如下； (1) 向裝有回流冷凝管的三口反應(yīng)器中，加入葡萄糖、液化劑、催化劑，葡萄糖與液化 劑的質(zhì)量比為1:4-8 ;液化劑是PEG200與甘油的混合多元醇，PEG200與甘油的質(zhì)量比為 4-8:6-2 ;最佳質(zhì)量比為3:7 -6:4 ;催化劑是H型離子交換樹脂，其為強(qiáng)酸苯乙烯-二乙烯 苯陽離子交換樹脂，催化劑是液化劑的質(zhì)量的百分1%_5% ; (2) 反應(yīng)在130-170°C恒溫下進(jìn)行，進(jìn)行攪拌，反應(yīng)時(shí)間為30-70min ; (3) 把反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至室溫，得到聚醚多元醇。
2. 按照權(quán)利1要求所述的一種葡萄糖液化制備聚醚多元醇的方法，其特征在于，所述 的液化劑中的PEG200與甘油的質(zhì)量比為3:7 -6:4。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種葡萄糖液化制備聚醚多元醇的方法。以淀粉為原料，混合多元醇為液化劑，H型離子交換樹脂為催化劑制備聚醚多元醇的新工藝。在液化溫度為130-170℃下，產(chǎn)品液化率達(dá)到99.8%，羥值為479.0mgKOH/g，粘度為480mpa·s。本發(fā)明中首次采用了環(huán)保型催化劑H型離子交換樹脂，解決了過程中的環(huán)境污染及設(shè)備腐蝕等問題；所用設(shè)備及工藝簡單；反應(yīng)條件溫和，成本低，液化率高，可完全代替石油資源，是一條綠色工藝路線。所制備的聚醚多元醇適用于制備發(fā)泡聚氨酯材料。
【IPC分類】C08G65-28, C08G18-48, C08L61-06, C08L71-00
【公開號(hào)】CN104804181
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510168530
【發(fā)明人】張龍, 劉楊
【申請(qǐng)人】長春工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年4月11日