一種嗎啉基植物油多元醇的製備方法
2023-04-28 01:52:56
專利名稱：一種嗎啉基植物油多元醇的製備方法
技術領域：
本發明屬於化學合成領域，具體是指一種嗎啉基植物油多元醇的製備方法。
背景技術：
聚醚或聚酯多元醇主要應用於聚氨酯的合成方面，而聚氨酯是可生物降解的高分子，廣泛應用於泡沫、塗料、印刷、紡織印染、皮革塗飾等領域。聚醚或聚酯多元醇是以石油裂解產物為原料合成產物。公開號為CN1869184的中國專利中提出了一種用環氧植物油與二乙醇胺反應的方法製備得到植物油多元醇，每一個環氧基與二乙醇胺反應得到3個羥基，用這種方法得到的植物油多元醇的羥基數是環氧基的3倍。羥基數大於2時，羥基越多，與二異氰酸酯反應越容易交聯，不可能得到線型聚氨酯，應用局限於泡沫製造。
發明內容
本發明的目的是根據上述不足提供一種嗎啉基植物油多元醇的製備方法，用這種方法合成的嗎啉基植物油多元醇的羥基個數由環氧植物油的環氧基個數決定，一個環氧基與一個嗎啉分子反應可以得到一個羥基和一個叔胺基，這種含叔胺基的植物油多元醇可以用於製備陽離子水性聚氨酯，也可以用於製備其它類型聚氨酯。本發明是通過如下技術方案實現的一種嗎啉基植物油多元醇的製備方法，其步驟包括將環氧植物油、嗎啉和氯化鋅在90-110°C下反應2-7小時後，分離得到嗎啉基植物油多元醇；所述環氧植物油的環氧基和嗎啉的摩爾比為1 1 ；所述氯化鋅為環氧植物油和嗎啉總質量的1-5% ；所述嗎啉基植物油多元醇的羥基個數由環氧植物油的環氧值決定。所述反應時間為4-6小時。所述反應在氮氣保護下進行。所述分離方法包括在反應完畢後冷卻至60-80°C，向反應液中加入反應物總質量 1-2倍的乙酸乙酯，靜置並冷卻至室溫後過濾，取液體部分回收乙酸乙酯，即得到所述嗎啉基植物油多元醇。所述分離方法還包括乙酸乙酯回收後進行減壓脫氣5-20分鐘。本發明通過環氧植物油與嗎啉反應製得嗎啉基植物油多元醇的羥基個數可以由環氧植物油的環氧值控制，得到的多元醇質量好，可以應用於聚氨酯的合成。本發明的原料來源豐富，成本低廉，工藝步驟簡單，且不需要進一步純化，適合工業化生產，具有很強的實用性。
圖1為實施例1中環氧大豆油的核磁共振譜圖。圖2為實施例1中嗎啉基大豆油多元醇1的核磁共振譜圖。
具體實施例方式以下通過具體實施例來進一步說明本發明實施例1將核磁共振譜圖如圖1所示的，環氧值為3的環氧大豆油(89g，0. lmol)、嗎啉 (26. Ig, 0. 3mol)和氯化鋅(1. 2g)混合裝入配有冷凝管燒瓶中，加熱並攪拌。當溫度達到 110°C繼續保溫攪拌2小時。然後停止加熱，當內溫降到80°C時，將質量為115g乙酸乙酯從冷凝管頂部慢慢加入，然後冷卻至室溫，靜置至氯化鋅沉澱出來，氯化鋅過濾回收後，將濾液轉入到燒瓶，常壓加熱回收乙酸乙酯。最後減壓脫氣10分鐘得到核磁共振譜圖如圖2所示的嗎啉基大豆油多元醇1。通過GB12008. 3-89的羥值測定方法測定羥值，得到每個嗎啉基大豆油多元醇1的羥基數量約為3。圖1中δ = 2. 8-3. 2為環氧大豆油環氧基上氫原子的核磁吸收峰，δ = 5. 3-5. 6 為雙鍵碳原子上氫原子核磁吸收峰。圖2中δ =3. 9為嗎啉基大豆油多元醇1中與羥基相連碳原子上氫原子核磁吸收峰。由於普通大豆油的每個大豆油分子中含有約5個碳碳雙鍵，可以根據需要通過不同程度的環氧化，得到含有1-5個環氧基的環氧大豆油分子。1個環氧基與1個嗎啉分子反應得到1個羥基，而1個環氧基與1個二乙醇胺反應得到3個羥基。在應用中，含有2個羥基的二元醇與二異氰酸酯反應得到線型聚合物，而含有2個以上羥基多元醇元醇與二異氰酸酯反應得到交聯型聚合物，反應過程中易凝膠。而二甲胺和二乙胺沸點低，常壓下與環氧大豆油反應收率極低，沒有應用價值。並且，二丙胺和二丁胺同嗎啉相比，與環氧大豆油反應活性低，收率低。同時，四氫吡咯沸點低，常壓反應收率低。六氫吡啶沸點為106°C，常壓下可以與環氧大豆油反應得到相應多元醇，但六氫吡啶價格高，沒有實用性。綜上所述，本發明的製備嗎啉基植物油多元醇的方法效果好且成本低，具有很強的實用性。實施例2將環氧值為4的環氧大豆油(91g，0. lmol)、嗎啉(34. 8g，0. 4mol)和氯化鋅 (2. 5g)混合裝入配有冷凝管燒瓶中，氮氣保護，加熱並攪拌。當溫度達到90°C繼續保溫攪拌7小時。然後停止加熱，當內溫降到80°C時，將質量為252g乙酸乙酯從冷凝管頂部慢慢加入，冷卻至室溫，靜置至氯化鋅沉澱出來，氯化鋅過濾回收後，將濾液轉入到燒瓶，常壓加熱回收乙酸乙酯。最後減壓脫氣10分鐘得到嗎啉基大豆油多元醇2。通過GB 12008.3-89 的羥值測定方法測定羥值，得到每個嗎啉基大豆油多元醇2的羥基數量約為4。實施例3將環氧值為2的環氧大豆油(87g，0. lmol)、嗎啉(17. 4g,0. 2mol)和氯化鋅(5g) 混合裝入配有冷凝管燒瓶中，氮氣保護，加熱並攪拌。當溫度達到100°c繼續保溫攪拌6小時，然後停止加熱，當內溫降到70°C時，將質量為150g乙酸乙酯從冷凝管頂部加入並攪拌， 然後冷卻至室溫，靜置至氯化鋅沉澱出來，氯化鋅過濾回收後，將濾液轉入到燒瓶，常壓加熱回收乙酸乙酯。最後減壓脫氣5分鐘得到嗎啉基大豆油多元醇3。通過GB 12008.3-89 的羥值測定方法測定羥值，得到每個嗎啉基大豆油多元醇3的羥基數量約為2。實施例4將環氧值為2的環氧大豆油(87g，0. lmol)、嗎啉(17. 4g，0. 2mol)和氯化鋅(5g) 混合裝入配有冷凝管燒瓶中，氮氣保護，加熱並攪拌。當溫度達到100°c繼續保溫攪拌4小時。然後停止加熱，當內溫降到70°C時，將質量為150g乙酸乙酯從冷凝管頂部加入並攪拌， 然後冷卻至室溫，靜置至氯化鋅沉澱出來，氯化鋅過濾回收後，將濾液轉入到燒瓶，常壓加熱回收乙酸乙酯。最後減壓脫氣5分鐘得到嗎啉基大豆油多元醇4。通過GB 12008.3-89 的羥值測定方法測定羥值，得到每個嗎啉基大豆油多元醇4的羥基數量約為2。
其他環氧值的植物油與本發明實施例1-4類似，只需要進行數據上的計算即可。
權利要求
1.一種嗎啉基植物油多元醇的製備方法，其步驟包括將環氧植物油、嗎啉和氯化鋅在90-110°C下反應2-7小時後，分離得到嗎啉基植物油多元醇；所述環氧植物油的環氧基和嗎啉的摩爾比為1 1;所述氯化鋅為環氧植物油和嗎啉總質量的1-5%;所述嗎啉基植物油多元醇的羥基個數由環氧植物油的環氧值決定。
2.根據權利要求1所述的嗎啉基植物油多元醇的製備方法，其特徵在於所述反應時間為4-6小時。
3.根據權利要求1所述的嗎啉基植物油多元醇的製備方法，其特徵在於所述反應在氮氣保護下進行。
4.根據權利要求1所述的嗎啉基植物油多元醇的製備方法，其特徵在於所述分離方法包括在反應完畢後冷卻至60-80°C，向反應液中加入反應物總質量1-2倍的乙酸乙酯，靜置並冷卻至室溫後過濾，取液體部分回收乙酸乙酯，即得到所述嗎啉基植物油多元醇。
5.根據權利要求4所述的嗎啉基植物油多元醇的製備方法，其特徵在於所述分離方法還包括乙酸乙酯回收後進行減壓脫氣5-20分鐘。
全文摘要
本發明提供一種嗎啉基植物油多元醇的製備方法，其步驟包括將環氧植物油、嗎啉和氯化鋅在90-110℃下反應2-7小時後，分離得到嗎啉基植物油多元醇；所述環氧植物油的環氧基和嗎啉的摩爾比為1∶1；所述氯化鋅為環氧植物油和嗎啉總質量的1-5％；所述嗎啉基植物油多元醇的羥基個數由環氧植物油的環氧值決定。本發明通過環氧植物油與嗎啉反應製得嗎啉基植物油多元醇的羥基個數由環氧植物油的環氧基個數決定，得到的多元醇質量好，可以應用於聚氨酯的合成。本發明的原料來源豐富，成本低廉，工藝步驟簡單，且不需要進行純化，適合工業化生產，具有很強的實用性。
文檔編號C08G18/32GK102212043SQ20111007407
公開日2011年10月12日 申請日期2011年3月25日 優先權日2011年3月25日
發明者王念貴, 章樹芳 申請人:湖北大學, 湖北天鵝塗料化工股份有限公司