专利名称：一种利用废油脂制备聚氨酯聚醚多元醇的方法
技术领域：
本发明涉及一种有机高分子化合物的制备方法，特别是一种以氧化烯烃、多元醇化合物或胺类化合物为原料制备含多羟基聚醚的方法，具体地说是一种利用废油脂制备聚氨酯聚醚多元醇的方法。
背景技术：
聚醚多元醇是聚氨酯材料的重要原料，其制备方法多为在一定压力、温度和催化剂作用下，由乙二醇、丙二醇、二乙二醇、丙三醇、乙二胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、甲苯二胺等与多元醇(如蔗糖、山梨醇等)共为起始剂，与氧化烯烃反应制得。这类方法中耗用氧化烯烃较多，而氧化烯烃由石油化学工业制得，在石油资源日益紧张的状况下，降低这类烯烃的消耗量有着一定的现实意义。目前已有采用植物油制备聚醚多元醇的工艺，同样这种方法需要消耗大量的植物油，成本高。地沟油，泛指在生活中存在的各类劣质油，长期食用可能会引发癌症，对人体的危害极大。由于存在不小的经济诱惑，仍有人铤而走险销售地沟油。地沟油可分为三类一是狭义的地沟油，即将下水道中的油腻漂浮物或者将宾馆、酒楼的剩饭、剩菜(通称泔水)经过简单加工、提炼出的油；二是劣质猪肉、猪内脏、猪皮加工以及提炼后产出的油；三是用于油炸食品的油使用次数超过一定次数后，再被重复使用或往其中添加一些新油后重新使用的油。“地沟油”回流餐桌是一件令人伤透脑筋的事情，最好的解决办法就是进行循环利用，变废为宝。
发明内容
为了对地沟油进行循环利用，变废为宝，本发明的目的是提供一种利用废油脂制备聚氨酯聚醚多元醇的方法，该方法采用包括回收的地沟油等废油脂代替植物油用于生产聚醚多元醇，既降低成本，变废为宝，又节约氧化烯烃的使用量，得到的聚醚多元醇能更好地满足聚氨酯材料生产的要求。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的
一种利用废油脂制备聚氨酯聚醚多元醇的方法，其特征在于该方法在碱性催化剂作用下，由起始剂与氧化烯烃反应制得，包括如下步骤
1)首先将粗废油脂加热升温，控制在110 130°c抽真空，时间为3 6小时，然后加入吸附剂，搅拌1 3小时，吸附杂质，经过滤后得到精制的废油脂；所述吸附剂为多孔性硅酸镁，用量为废油脂总量的0. 05%-1%。所述废油脂为地沟油。2)将废油脂或废油脂与植物油的混合物与多元醇或胺类化合物或两者的混合物作为共起始剂加入反应器中；共起始剂中废油脂或废油脂与植物油的混合物与多元醇或胺类化合物或两者的混合物的重量比例为废油脂或废油脂与植物油的混合物为3-95%，多元醇或胺类化合物或两者的混合物为5-97% ；废油脂与植物油的混合物中废油脂与植物油的重量比例为废油脂为10-100%，植物油为0-90% ；所述的多元醇化合物为蔗糖、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、季戊四醇中的一种或几种混合物；所述的胺类化合物为乙二胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、甲苯二胺中的一种或几种混合物。3)向上述反应器中加入催化剂；所述催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、一甲胺、二甲胺、三甲胺的一种或几种混合物。为方便于应用，也可以将催化剂溶解于水中制成液体催化剂。催化剂的量为共起始剂0.2 21%。4)向上述反应器中加入氧化烯烃，并使其进行充分反应；在9(T155°C温度下加入共起始剂总量0. 2飞倍重量的氧化烯烃，压力维持在0. 05、. 6MPa。氧化烯烃可以是氧化乙烯、氧化丙烯、氧化丁烯中的一种，也可以是其中几种；若是其中的几种时，氧化烯烃的加入方式可以是混合后加入，也可以是不同的氧化烯烃分段加入。5)将上述反应产物进行脱气、精制，得到聚醚多元醇。聚醚多元醇的平均分子量为 300 2000。本发明制得的聚醚多元醇应用广泛，可以取聚醚多元醇100份，硅油1-4份，催化剂0. 3-4份，发泡剂0. 5-50份，异氰酸酯80-350份，高速搅拌混合后发泡制得聚氨酯泡沫制品。本发明用废油脂或废油脂与植物油的混合物和低分子量多元醇为共起始剂，或用废油脂或废油脂与植物油的混合物和胺类化合物为共起始剂，或用废油脂或废油脂与植物油的混合物和多元醇与胺类化合物的共混物等为共起始剂，在碱性催化剂的存在下，与氧化烯烃在一定压力、温度下反应制得聚醚多元醇。本发明的具体工艺为将废油脂或废油脂与植物油的混合物、低分子量多元醇或胺类化合物或低分子量多元醇和胺类化合物的共混物、催化剂等加入反应器中，在 9(T155°C、压力控制在彡0. 6MPa下，加入0. 2飞倍起始原料(废油脂或废油脂与植物油的混合物+多元醇或胺类化合物或多元醇与胺类化合物的共混物+催化剂)总重量的氧化烯烃与起始剂反应。当氧化烯烃加完后保持在反应温度下一段时间使反应充分，然后脱气、精制等工序，制得平均分子量为30(Γ2000的聚醚多元醇。本发明可将包括回收的地沟油等粗废油脂代替植物油用于生产聚醚多元醇，降低了成本，实现了地沟油的循环利用，变废为宝，安全环保；同时又节约氧化烯烃的使用量，节约了能源。制得的聚醚多元醇能很好地满足聚氨酯材料生产中的需要，其产品尺寸稳定性好，流动性好，粘度适中。本发明与现有技术相比所具有优点为废油脂与低分子量多元醇或胺类化合物为共起始剂替代了原起始剂，生产原料易得，氧化烯烃的消耗比例下降约10%，制得的聚醚可降解性好。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明，但各实施例均不是对本发明的具体限制。首先将粗废油脂加热升温，控制在110 130°C抽真空，时间为3 6小时，然后加入多孔性硅酸镁，用量为废油脂总量的0. 05%-1%。搅拌1 3小时，吸附杂质，经过滤后得到精制的废油脂，待用。
实例 1
将废油脂20%，蔗糖50%，二乙二醇20%，丙三醇10%作为共起始剂，催化剂氢氧化钾为共起始剂总量的0.对％，一起加入反应器中，升温，温度达95°C时开始加氧化丙烯，氧化丙烯的加入量为共起始剂总重量的1倍，因反应放热，控制温度不得超过135°C，压力控制在0. 5MPa以下。氧化丙烯加完后保持反应温度池使反应充分进行，然后脱气20min，精制后得到废油脂-蔗糖类聚氧丙烯醚。该方法中氧化丙烯的消耗比常规生产同类蔗糖类聚氧丙烯醚方法低约10%。实例2
将废油脂30%，山梨醇40%，丙二醇20%，乙二胺10%作为共起始剂，二甲胺(40%水溶液)作为催化剂，催化剂的量为共起始剂总量的5%，加入反应器中，升温，温度达100°C时开始加氧化丙烯，氧化丙烯的加入量为共起始剂总重量的3倍，因反应放热，控制温度不得超过155°C，压力控制在0. 5MPa以下。氧化丙烯加完后保持反应温度1. 5h使反应充分进行，然后脱气3h，制得到废油脂-山梨醇类聚氧丙烯醚。该方法中氧化丙烯的消耗比常规生产同类山梨醇类聚氧丙烯醚方法低约10%。实例3
将废油脂40%，蔗糖40%，季戊四醇10%，三乙醇胺10%作为共起始剂，氢氧化钠作为催化剂，催化剂的量为共起始剂总量的10%加入反应器中，先加入氧化丙烯，氧化丙烯的加入量为共起始剂总重量的0. 5倍，升温过程压力控制在0. 以下，温度达110°C时开始加共起始剂总重量的3倍的氧化丙烯，因反应放热，控制温度不得超过135°C，压力控制在0. 6MPa 以下。氧化丙烯加完后保持反应温度池使反应充分进行，然后脱气20min，精制后得到废油脂-蔗糖类聚氧丙烯醚。该方法中氧化丙烯的消耗比常规生产同类蔗糖类聚氧丙烯醚方法低约23%。实例 4
将废油脂95%，蔗糖5%作为共起始剂，二甲胺(40%水溶液)作为催化剂，催化剂的量为共起始剂总量的20%加入反应器中，升温，温度达100°C时开始加氧化丙烯，氧化丙烯的加入量为共起始剂总重量的0. 2倍，因反应放热，控制温度不得超过135°C，压力控制在 0. 6MPa以下。氧化丙烯加完后保持反应温度池使反应充分进行，然后脱气20min，精制后得到废油脂-蔗糖类聚氧丙烯醚。该方法中氧化丙烯的消耗比常规生产同类蔗糖类聚氧丙烯醚方法低约阳％。实例5
将废油脂3%，乙二胺97%作为共起始剂，氢氧化钾为催化剂，催化剂的量为共起始剂总量的15%加入反应器中，先加入氧化丙烯，氧化丙烯的加入量为共起始剂总重量的0. 3 倍，升温过程压力控制在0. 5MPa以下，温度达90°C时开始加氧化丙烯，氧化丙烯的加入量为共起始剂总重量的5倍，因反应放热，控制温度不得超过135°C，压力控制在0. 6MPa以下。 氧化丙烯加完后保持反应温度池使反应充分进行，然后脱气20min，精制后得到废油脂_乙二胺类聚氧丙烯醚。该方法中氧化丙烯的消耗比常规生产同类乙二胺类聚氧丙烯醚方法低约4%。实例6
将废油脂7%、植物油3%、甘露醇55%、丙三醇15%、三异丙醇胺10%、甲苯二胺10%作为共起始剂，三甲胺(30%水溶液)为催化剂，催化剂的量为共起始剂总量的21%，加入反应器中，升温，温度达100°C时开始加氧化丙烯，氧化丙烯的加入量为共起始剂总重量的6倍， 因反应放热，控制温度不得超过145°C，压力控制在0. 以下。氧化丙烯加完后保持反应温度池使反应充分进行，然后脱气4h，制得废油脂-甘露醇类聚氧丙烯聚醚。该方法中氧化丙烯的消耗比常规生产同类甘露醇类聚氧丙烯醚方法低约7%。实例 7
将废油脂95%、蔗糖3%、二乙二醇作为共起始剂，二甲胺为催化剂，催化剂的量为共起始剂总量的0.洲加入反应器中，升温，温度达100°C时开始加氧化丙烯，氧化丙烯的加入量为共起始剂总重量的0. 2倍，因反应放热，控制温度不得超过135°C，压力控制在 0. 5MPa以下。氧化丙烯加完后使反应压力恢复到加料前压力时再加共起始剂总重量的0. 1 倍的氧化乙烯，仍然控制温度和压力并在池内加完。加完后保持反应温度Ih使反应充分进行，然后脱气3. 5h，制得废油脂-蔗糖类聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段聚醚。该方法中的氧化丙烯和氧化乙烯总量消耗比常规生产同类蔗糖类聚氧丙烯聚氧乙烯醚方法低约9%。实例8
将废油脂5%、植物油45%、蔗糖30%、丙三醇20%作为共起始剂，一甲胺(30%水溶液)为催化剂，催化剂的量为共起始剂总量的5%加入反应器中，升温，温度达100°C时开始加氧化烯烃，氧化烯烃的加入量为共起始剂总重量的4倍，其中，氧化丙烯60%，氧化乙烯 20%，氧化丁烯20%。因反应放热，控制温度不得超过135°C，压力控制在0. 5MPa以下。氧化烯烃加完后保持反应温度池使反应充分进行，然后脱气池，制得废油脂-蔗糖类聚醚。该方法中的氧化烯烃消耗比常规生产同类蔗糖类聚醚方法低约16%。实例9
将废油脂45%、植物油5%、蔗糖35%、丙二醇10%、乙二胺5%作为共起始剂，二甲胺(40%水溶液)为催化剂，催化剂的量为共起始剂总量的5%加入反应器中，升温，温度达 100°C时开始加氧化丙烯，氧化丙烯的加入量为共起始剂总重量的6倍，因反应放热，控制温度不得超过135°C，压力控制在0. 5MPa以下。氧化丙烯加完后保持反应温度1. 5h使反应充分进行，然后脱气3h，制得混合油-蔗糖类聚氧丙烯醚。该方法中氧化丙烯的消耗比常规生产同类蔗糖类聚氧丙烯醚方法低约18%。本发明制得的聚醚多元醇应用广泛。应用1
取聚醚多元醇80份，硅油4份，催化剂0. 3份，发泡剂50份，异氰酸酯350份，高速搅拌混合后发泡制得聚氨酯制品。应用2
取聚醚多元醇100份，硅油1份，催化剂4份，发泡剂0. 5份，异氰酸酯80份，高速搅拌混合后发泡制得聚氨酯制品。应用3
取聚醚多元醇120份，硅油2份，催化剂2份，发泡剂30份，异氰酸酯200份，高速搅拌混合后发泡制得聚氨酯制品。应用4
取聚醚多元醇100份，硅油2份，催化剂2份，发泡剂20份，异氰酸酯150份，高速搅拌混合后发泡制得聚氨酯制品。
权利要求
1.一种利用废油脂制备聚氨酯聚醚多元醇的方法，其特征在于该方法在碱性催化剂作用下，由起始剂与氧化烯烃反应制得，包括如下步骤1)首先将粗废油脂加热升温，控制在110 130°c抽真空，时间为3 6小时，然后加入吸附剂，搅拌1 3小时，吸附杂质，经过滤后得到精制的废油脂；2)将废油脂或废油脂与植物油的混合物与多元醇或胺类化合物或两者的混合物作为共起始剂加入反应器中；共起始剂中废油脂或废油脂与植物油的混合物与多元醇或胺类化合物或两者的混合物的重量比例为废油脂或废油脂与植物油的混合物为3-95%，多元醇或胺类化合物或两者的混合物为5-97% ；废油脂与植物油的混合物中废油脂与植物油的重量比例为废油脂为10-100%，植物油为0-90% ；3)向上述反应器中加入催化剂；4)向上述反应器中加入氧化烯烃，并使其进行充分反应；5)将上述反应产物进行脱气、精制，得到聚醚多元醇。
2.根据权利要求1所述的利用废油脂制备聚氨酯聚醚多元醇的方法，其特征在于步骤3)中加入的催化剂的量为共起始剂重量的0. 2 21%。
3.根据权利要求1所述的利用废油脂制备聚氨酯聚醚多元醇的方法，其特征在于所述催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、一甲胺、二甲胺、三甲胺中的一种或几种混合物。
4.根据权利要求1所述的利用废油脂制备聚氨酯聚醚多元醇的方法，其特征在于 步骤4)中，在9(T155°C温度下加入共起始剂总量0. 2飞倍重量的氧化烯烃，压力维持在 0. 05 0. 6MPa0
5.根据权利要求1所述的利用废油脂制备聚氨酯聚醚多元醇的方法，其特征在于步骤4)中，氧化烯烃是氧化乙烯、氧化丙烯、氧化丁烯中的一种或几种混合物；混合物的加入方式是混合后加入或是不同的氧化烯烃分段加入。
6.根据权利要求1所述的利用废油脂制备聚氨酯聚醚多元醇的方法，其特征在于步骤2)中，所述的多元醇化合物为蔗糖、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、季戊四醇中的一种或几种混合物；所述的胺类化合物为乙二胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、甲苯二胺中的一种或几种混合物。
7.根据权利要求1所述的利用废油脂制备聚氨酯聚醚多元醇的方法，其特征在于步骤1)中，所述吸附剂为多孔性硅酸镁，用量为废油脂总量的0. 05%-1%。
8.根据权利要求1所述的利用废油脂制备聚氨酯聚醚多元醇的方法，其特征在于步骤1)中，所述粗废油脂为地沟油。
全文摘要
本发明公开了一种利用废油脂制备聚氨酯聚醚多元醇的方法，该方法在碱性催化剂作用下，由共起始剂与氧化烯烃反应制得。首先将废油脂加热升温，控制在110～130℃抽真空，时间为3～6小时，然后加入吸附剂，搅拌1～3小时，吸附杂质，经过滤后得到精制的废油脂；然后将废油脂或废油脂与植物油的混合物与多元醇或胺类化合物或两者的混合物作为共起始剂加入反应器中，加入催化剂和氧化烯烃，在催化剂的存在下共起始剂与氧化烯烃在一定温度、压力下反应制得聚醚多元醇。本发明制备聚醚多元醇的方法原料便宜、易得，产品质量稳定，使用性能良好，且用其制备的聚氨酯泡沫塑料可降解性好。
文档编号C08G65/26GK102336901SQ201110220878
公开日2012年2月1日 申请日期2011年8月3日 优先权日2011年8月3日
发明者于文超, 倪小明, 应珏, 张悦凡, 盛恩善, 翟洪金, 蔡敏俊, 郑磊, 陈杰 申请人:句容宁武新材料发展有限公司