一种葡萄糖液化制备聚醚多元醇的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种葡萄糖液化制备聚醚多元醇的方法。
【背景技术】
[0002] 聚合物分子主链含有醚键（一R- 0 - R-），其端基或侧基含有大于2个羟基（一 0H)的聚合物统称为聚醚多元醇。常温下为无色至棕色黏稠液体。聚醚多元醇是一种重要 的化工原料。它的最大用途是合成聚氨酯树脂类产品，如聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯粘合剂、 聚氨酯胶粘剂、聚氨酯弹性体等。此外，还可以用作非离子表面活性剂、润滑剂等。目前生 产聚醚多元醇的原料均是毒性和腐蚀性较强的石油化工产品。近年来，由于石油价格的上 涨，聚醚多元醇的制备成本也相应上涨。同时，随着石油资源的日益短缺和环境污染的日 益严重，积极探索可再生的生物质为原料代替石油资源是解决问题的有效方法之一，正日 益受到重视。葡萄糖是一种丰富可再生天然资源，具有良好的降解性和成本低廉等优点。 葡萄糖液化制备聚醚多元醇的主要应用领域是聚氨酯高分子材料。目前，中国国内生产聚 醚多元醇多以石油等化工原料为主，也有纤维素、竹肩等为原料的研宄报道。黄元波等报 道了玉米淀粉以浓硫酸为催化剂对多元醇的制备工艺[1];刘玉环等报道了以竹废料为原 料，浓硫酸为催化剂的多羟基化合物的制备工艺[2]。国外也有相关报道，如Yamata[3]和 Alma[4]等以氢氧化钠为催化剂，以多元醇和水作为液化剂，在高温高压下对纤维类生物质 进行液化的工艺。在催化剂上，目前催化剂大多是采用硫酸或碱性催化剂，会对金属反应器 产生严重腐蚀，并对环境产生污染，有些液化过程需要在高温高压下进行，能量消耗大，所 需设备耐压要求高，液化产品的得率并不高。
[0003] (参考文献：[1]黄元波，郑云武，郑志锋等.玉米淀粉多元醇液化工艺研宄[J].西 南林业大学学报，2011，31 (1) :72-74.
[2] 刘玉环，高龙兰，彭红等.竹废料液化制备多羟基化合物研宄[J].现代化工，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
【发明内容】
[0004] 本发明旨在针对现有技术的不足，提供了葡萄糖液化制备聚醚多元醇的新工艺。 本发明的技术方案：是以H型离子交换树脂为催化剂，混合多元醇为液化剂，将原料葡萄糖 直接液化制混合聚醚多元醇的工艺。明确了反应物配比、反应温度、反应时间和催化剂用量 等对液化过程的影响。强酸苯乙烯-二乙烯苯阳离子交换树脂 本发明中的所用设备及工艺简单，采用环保型催化剂，反应条件温和，成本低，液化率 高，可完全代替石油资源，是一条绿色工艺路线。
[0005] -种葡萄糖液化制备聚醚多元醇的方法的步骤和条件如下： (1) 向装有回流冷凝管的三口反应器中，加入葡萄糖、液化剂、催化剂，葡萄糖与液化 剂的质量比为1:4-8 ;液化剂是PEG200与甘油的混合多元醇，PEG200与甘油的质量比为 4-8:6-2 ;最佳质量比为3:7 -6:4 ;催化剂是H型离子交换树脂，其为强酸苯乙烯-二乙烯 苯阳离子交换树脂，催化剂是液化剂的质量的百分1%_5% ; (2) 反应在130-170°C恒温下进行，进行搅拌，反应时间为30-70min ; (3) 把反应产物冷却至室温，得到聚醚多元醇。
[0006] 有益效果：本发明提供了一种葡萄糖液化制备聚醚多元醇的方法。以淀粉为原料， 混合多元醇为液化剂，H型离子交换树脂为催化剂制备聚醚多元醇的新工艺。产品液化率 达到99. 8%，轻值为479. 0 mgKOH/g，粘度为480 mpa · s。本发明中首次采用了环保型催化 剂H型离子交换树脂，解决了过程中的环境污染及设备腐蚀等问题；所用设备及工艺简单； 反应条件温和，成本低，液化率高，可完全代替石油资源，是一条绿色工艺路线。所制备的聚 醚多元醇适用于制备发泡聚氨酯材料。
【附图说明】
[0007] 图1是本发明制备的聚醚多元醇和原料葡萄糖的红外光谱图。
[0008] 图2是本发明制备的聚醚多元醇的核磁共振图谱。
【具体实施方式】
[0009] 实施例1 一种葡萄糖液化制备聚醚多元醇的方法，步骤和条件如下： (1) 向装有回流冷凝管的三口反应器中，加入葡萄糖、液化剂、催化剂，葡萄糖与液化剂 的质量比为1:6 ;液化剂是PEG200与甘油的混合多元醇，PEG200与甘油的质量比为6:4 ;催 化剂是H型离子交换树脂，其为强酸苯乙烯-二乙烯苯阳离子交换树脂，催化剂是液化剂的 质量的百分4% ; (2) 反应在130°C恒温下进行，进行搅拌，反应时间为50min ; (3) 把反应产物冷却至室温，得到聚醚多元醇。
[0010] 实施例2-5-种葡萄糖液化制备聚醚多元醇的方法，步骤如实施例1，条件如表1。 得到的聚醚多元醇的检测结果见表1。
【主权项】
1. 葡萄糖液化制备聚醚多元醇的方法，其特征在于，步骤和条件如下； (1) 向装有回流冷凝管的三口反应器中，加入葡萄糖、液化剂、催化剂，葡萄糖与液化 剂的质量比为1:4-8 ;液化剂是PEG200与甘油的混合多元醇，PEG200与甘油的质量比为 4-8:6-2 ;最佳质量比为3:7 -6:4 ;催化剂是H型离子交换树脂，其为强酸苯乙烯-二乙烯 苯阳离子交换树脂，催化剂是液化剂的质量的百分1%_5% ; (2) 反应在130-170°C恒温下进行，进行搅拌，反应时间为30-70min ; (3) 把反应产物冷却至室温，得到聚醚多元醇。
2. 按照权利1要求所述的一种葡萄糖液化制备聚醚多元醇的方法，其特征在于，所述 的液化剂中的PEG200与甘油的质量比为3:7 -6:4。
【专利摘要】本发明提供了一种葡萄糖液化制备聚醚多元醇的方法。以淀粉为原料，混合多元醇为液化剂，H型离子交换树脂为催化剂制备聚醚多元醇的新工艺。在液化温度为130-170℃下，产品液化率达到99.8%，羟值为479.0mgKOH/g，粘度为480mpa·s。本发明中首次采用了环保型催化剂H型离子交换树脂，解决了过程中的环境污染及设备腐蚀等问题；所用设备及工艺简单；反应条件温和，成本低，液化率高，可完全代替石油资源，是一条绿色工艺路线。所制备的聚醚多元醇适用于制备发泡聚氨酯材料。
【IPC分类】C08G65-28, C08G18-48, C08L61-06, C08L71-00
【公开号】CN104804181
【申请号】CN201510168530
【发明人】张龙, 刘杨
【申请人】长春工业大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月11日