一種葡萄糖液化制備聚醚多元醇的方法
【技術領域】
[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】
[0002] 聚合物分子主鏈含有醚鍵（一R- 0 - R-），其端基或側基含有大于2個羥基（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 產聚醚多元醇的原料均是毒性和腐蝕性較強的石油化工產品。近年來，由于石油價格的上 漲，聚醚多元醇的制備成本也相應上漲。同時，隨著石油資源的日益短缺和環(huán)境污染的日 益嚴重，積極探索可再生的生物質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。 葡萄糖液化制備聚醚多元醇的主要應用領域是聚氨酯高分子材料。目前，中國國內生產聚 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道。黃元波等報 道了玉米淀粉以濃硫酸為催化劑對多元醇的制備工藝[1];劉玉環(huán)等報道了以竹廢料為原 料，濃硫酸為催化劑的多羥基化合物的制備工藝[2]。國外也有相關報道，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，在高溫高壓下對纖維類生物質 進行液化的工藝。在催化劑上，目前催化劑大多是采用硫酸或堿性催化劑，會對金屬反應器 產生嚴重腐蝕，并對環(huán)境產生污染，有些液化過程需要在高溫高壓下進行，能量消耗大，所 需設備耐壓要求高，液化產品的得率并不高。
[0003] (參考文獻：[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)大學學報，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)明內容】

[0004] 本發(fā)明旨在針對現(xiàn)有技術的不足，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。明確了反應物配比、反應溫度、反應時間和催化劑用量 等對液化過程的影響。強酸苯乙烯-二乙烯苯陽離子交換樹脂 本發(fā)明中的所用設備及工藝簡單，采用環(huán)保型催化劑，反應條件溫和，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器中，加入葡萄糖、液化劑、催化劑，葡萄糖與液化 劑的質量比為1:4-8 ;液化劑是PEG200與甘油的混合多元醇，PEG200與甘油的質量比為 4-8:6-2 ;最佳質量比為3:7 -6:4 ;催化劑是H型離子交換樹脂，其為強酸苯乙烯-二乙烯 苯陽離子交換樹脂，催化劑是液化劑的質量的百分1%_5% ; (2) 反應在130-170°C恒溫下進行，進行攪拌，反應時間為30-70min ; (3) 把反應產物冷卻至室溫，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。產品液化率 達到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)境污染及設備腐蝕等問題；所用設備及工藝簡單； 反應條件溫和，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。
【具體實施方式】
[0009] 實施例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器中，加入葡萄糖、液化劑、催化劑，葡萄糖與液化劑 的質量比為1:6 ;液化劑是PEG200與甘油的混合多元醇，PEG200與甘油的質量比為6:4 ;催 化劑是H型離子交換樹脂，其為強酸苯乙烯-二乙烯苯陽離子交換樹脂，催化劑是液化劑的 質量的百分4% ; (2) 反應在130°C恒溫下進行，進行攪拌，反應時間為50min ; (3) 把反應產物冷卻至室溫，得到聚醚多元醇。
[0010] 實施例2-5-種葡萄糖液化制備聚醚多元醇的方法，步驟如實施例1，條件如表1。 得到的聚醚多元醇的檢測結果見表1。
【主權項】
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器中，加入葡萄糖、液化劑、催化劑，葡萄糖與液化 劑的質量比為1:4-8 ;液化劑是PEG200與甘油的混合多元醇，PEG200與甘油的質量比為 4-8:6-2 ;最佳質量比為3:7 -6:4 ;催化劑是H型離子交換樹脂，其為強酸苯乙烯-二乙烯 苯陽離子交換樹脂，催化劑是液化劑的質量的百分1%_5% ; (2) 反應在130-170°C恒溫下進行，進行攪拌，反應時間為30-70min ; (3) 把反應產物冷卻至室溫，得到聚醚多元醇。
2. 按照權利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，產品液化率達到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)境污染及設備腐蝕等問題；所用設備及工藝簡單；反應條件溫和，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】CN104804181
【申請?zhí)枴緾N201510168530
【發(fā)明人】張龍, 劉楊
【申請人】長春工業(yè)大學
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月11日