專利名稱：一種淀粉液化制備聚醚多元醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種淀粉液化制備聚醚多元醇的方法。
背景技術(shù)：
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(rùn)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(lái)，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(wèn)題的有效方法之一，正日益受到重視。淀粉是一種豐富可再生天然資源，屬多糖類化合物，具有良好的吸濕、降解和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，淀粉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(guó)國(guó)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、竹屑等為原料的研究報(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；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。國(guó)外也有相關(guān)報(bào)道，如Yamata和Alma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(guò)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。
(參考文獻(xiàn):[I]黃元波，鄭云武，鄭志鋒等.玉米淀粉多元醇液化工藝研究[J].西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，31 (I):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究[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 NaOHcatalyzed liquefied wood[J].Holzals Rohund werkstoff, 1998, 56 (4):245-246.[4]Yamata T, On o H.Characterization of the productsresulting from ethylene glycol liquefaction of cellulose[J].J WoodScience, 2001，47(6):458-464.發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在針對(duì)現(xiàn)有工藝的不足，提供一種淀粉液化制備聚醚多元醇的新工藝。本發(fā)明的技術(shù)方案:以甲磺酸為催化劑、混合多元醇為液化劑的淀粉直接液化制聚醚多元醇的工藝?？疾炝朔磻?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(guò)程的影響。
本發(fā)明中的所用設(shè)備及工藝簡(jiǎn)單，采用環(huán)保型催化劑，原料可再生，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。
本發(fā)明的實(shí)施的技術(shù)方案如下:(O向裝有回流冷凝管的三口反應(yīng)器中，加入原料淀粉，液化劑，原料淀粉按照與液化劑的質(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9:1-1:9，最佳質(zhì)量比為7:3-6:4 ;所述的原料淀粉為馬鈴薯淀粉、玉米淀粉、綠豆淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、麥類淀粉； (2)按照催化劑甲磺酸是液化劑的質(zhì)量百分比為1%_5%的比例加入； (3)反應(yīng)在恒溫加熱下進(jìn)行，溫度在140-170°C下進(jìn)行，同時(shí)進(jìn)行攪拌，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)20-40min,停止反應(yīng)； (4)把反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至室溫，得到聚醚多元醇。
有益效果:本發(fā)明提供了一種淀粉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，甲磺酸為催化劑制備聚醚多元醇的新工藝。產(chǎn)品液化率達(dá)到98.2%，羥值為360.0 mgKOH/g，粘度為725mpa.S。本發(fā)明中首次采用了環(huán)保型催化劑甲磺酸，解決了過(guò)程中的環(huán)境污染及設(shè)備腐蝕等問(wèn)題；所用設(shè)備及工藝簡(jiǎn)單，采用可再生原料淀粉，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。


圖1是本發(fā)明的淀粉液化制備的聚醚多元醇和原料淀粉的紅外光譜圖。
圖2是本發(fā)明的淀粉液化制備的聚醚多元醇的核磁共振圖譜。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1-4不同反應(yīng)溫度下聚醚多元醇的制備 (1)按照表I的配比，向裝有回流冷凝管的三口反應(yīng)器中，加入原料淀粉，液化劑；液化劑是PEG200與甘油的混合多元醇； (2)按照表I的配比，加入催化劑 甲磺酸； (3)按照表I的反應(yīng)條件反應(yīng)； (4)把反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至室溫，得到聚醚多元醇。
考察了液化溫度對(duì)液化效果和液化產(chǎn)物羥值的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于表I。
表I不同反應(yīng)溫度下淀粉液化結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種淀粉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，加入原料淀粉，液化劑為混合多元醇，原料淀粉按照與液化劑的質(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9:1-1:9 ； (2)催化劑甲磺酸按照與液化劑的質(zhì)量百分比為1%_5%的比例加入； (3)反應(yīng)在恒溫加熱下進(jìn)行，溫度在140-170°C下進(jìn)行，同時(shí)進(jìn)行攪拌，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)20-40min,停止反應(yīng)； (4)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I要求所述的一種淀粉液化制備聚醚多元醇的方法，其特征在于，所述的原料淀粉為馬鈴薯淀粉、玉米淀粉、綠豆淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉、麥類淀粉。
3.按照權(quán)利I要求所述的一種淀粉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 最佳質(zhì)量比為7:3-6:4。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種淀粉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，甲磺酸為催化劑制備聚醚多元醇的新工藝。首次采用環(huán)保型催化劑甲磺酸，在液化溫度為150-170℃下，液化率達(dá)到98.2%，羥值為360.0mgKOH/g，粘度為725mpa·s。所制備的聚醚多元醇適用于發(fā)泡聚氨酯材料的制備。本發(fā)明的方法具有制備工藝簡(jiǎn)單，原料廉價(jià)易得，反應(yīng)條件溫和，成本低等特點(diǎn)，是由可再生原料淀粉制備聚醚多元醇的清潔工藝。
文檔編號(hào)C08G18/48GK103193974SQ20131009253
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月22日
發(fā)明者張龍, 劉楊, 郭志強(qiáng) 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)