一种废弃油脂基聚酯多元醇的环氧化制备方法
阅读说明：本技术 一种废弃油脂基聚酯多元醇的环氧化制备方法 (Epoxidation preparation method of waste grease-based polyester polyol ) 是由 孙运强 韩志成 于 2020-06-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种废弃油脂基聚酯多元醇的环氧化制备方法,首先对废弃油脂进行预处理,除去杂质,然后经环氧化法得到环氧废弃油脂,与合成的低分子量植物基多元醇反应即可得到高分子量废弃油脂基多元醇。本发明的主要特点在于采用废弃油脂为原料,通过环氧化法制备废弃油脂基聚酯多元醇,不仅可以降低生产成本,更重要的是防止废弃油脂随意排放对环境的造成污染,为废弃油脂的再生利用提供新途径。本发明原料廉价易得、生产工艺简单,所得多元醇的羟基、酸值和环氧酯可调,所得多元醇的生物降解性良好,可在自然环境中自行降解,可广泛应用于可降解聚氨酯材料的制备,具有广阔的市场前景。(The invention discloses an epoxidation preparation method of waste grease-based polyester polyol. The method is mainly characterized in that the waste grease is used as a raw material, and the waste grease-based polyester polyol is prepared by an epoxidation method, so that the production cost can be reduced, more importantly, the pollution to the environment caused by random discharge of the waste grease is prevented, and a new way is provided for the recycling of the waste grease. The raw materials are cheap and easy to obtain, the production process is simple, the hydroxyl group, the acid value and the epoxy ester of the obtained polyol are adjustable, the biodegradability of the obtained polyol is good, the polyol can be automatically degraded in natural environment, the polyol can be widely applied to the preparation of degradable polyurethane materials, and the polyol has wide market prospect.)
技术领域
：本发明涉及有机化学合成技术领域，特别是一种废弃油脂基聚酯多元醇的环氧化制备方法。
背景技术
：低聚物聚醚和聚酯多元醇是非常重要的化工中间体，在聚氨酯合成中应用相当广泛。随着人们对聚氨酯产品需求量越来越大，低聚物聚醚和聚酯多元醇的用量也越来越大。一直以来，其主要原料大多来源于石化产品，耗能高、污染重、对石化产品依赖性强。石化产品是一种不可再生资源，储量有限并且正在迅速减少。随着石化资源的日益枯竭和石油价格的不断上涨，寻求一种廉价、高效、对环境友好的可再生替代原料来制备绿色的多元醇材料已经成为一种必然的社会趋势。
今年来，利用可再生资源替代石化资源已经成为世界各国的研究热点。我国植物油产量居世界前列，具有丰富的植物油资源。科研人员对多种植物油进行环氧化，得到环氧植物油。环氧植物油挥发性低、与树脂相容性好，具有耐光性能、良好的电性能、较好的柔韧性，可提高高分子聚合物的耐渗漏性、奶萃取性和耐迁移性。此外，环氧植物油还可以进一步在催化剂作用下开环形成羟基化合物，用于制备不同分子量和羟值的多元醇材料等。
目前，国内外等每年产生上百万吨废弃的植物油，通常这种有用作动物饲料，但与其他较廉价的动物饲料相比而言，这种废弃植物油的在加工利用就不太经济了。人们对日常生活及工业生产中派出的废弃植物油家中了对环境的污染，特别是非法排放，不仅污染了环境，而且也是一种非常大的能源浪费。植物油中含有的脂肪酸多数为不饱和脂肪酸，双键的位置通常在10或者9位碳原子上，这些双键的聚合活性较低，多为非共轭双键，大多数植物油的化学性质相近，化学改性机理基本一致，植物油分子链上的酯基、酯基α碳、双键等活性基团上可以进行各种改性，通常的改性方法有醇解、环氧化、环氧基团开环、酯化、双键异构化等。其中环氧化法优于生产工艺简单、生产过程易于操作受到广泛关注。
发明内容
：本发明所要解决的技术问题在于提供一种环境友好、工艺简单、性能稳定且可降解的聚酯多元醇，用于制备可降解聚氨酯。
1.本发明提供一种废弃油脂的预处理方法，包含以下的具体操作步骤：
将废弃油脂加热到60-80度，进行砂芯过滤，去除里面的泥土、食物残渣等固体杂质，接着采取加热减压蒸馏的方式，30-60度条件下脱除油脂中的水分及易挥发组分，直到无气泡产生停止，最后加入酸性白土进行吸附脱色，过滤后得到处理后的油脂，倒入瓶中备用。
2.本发明提供一种植物基多元醇的环氧化合成方法，包含以下的具体操作步骤：
(1)环氧废弃油脂的合成
将有机酸、氧化剂、催化剂按质量比1-5∶2-10∶0.1-2混合均匀得到混合试剂A，将预处理后的废弃油脂与相转移催化剂按质量比100∶1.5-5混合均匀后并放入30-50度的水浴中搅拌加热得到混合试剂B。在30-50度条件下，将混合试剂A缓慢滴加到B中，滴加结束后将体系升高到50-90度，反应0.5-8小时，反应结束后将产物水洗至中性，转移至旋转蒸发器上，60-90度条件下真空旋蒸至无气泡，即得到环氧废弃油脂。
(2)低分子量植物基多元醇的合成：
将步骤(1)的环氧废弃油脂、有机酸和催化剂按质量比100∶1-5∶0.1-2混合均匀，在30-90度条件下，在回流冷凝、氮气保护条件下反应0.5-4小时。反应结束后再80-140度条件下进行真空抽滤至无气泡，即得到低分子量植物基多元醇。
(3)高分子量植物基多元醇的合成：
将步骤(1)所得环氧废弃油脂、步骤(2)中低分子量植物基多元醇和催化剂按质量比100∶70-120一定比例混合均匀，在40-110度条件下，在回流冷凝、氮气保护条件下反应0.5-4小时，进行加聚反应，反应结束后所得产物用25度蒸馏水反复洗涤多次，真空脱水后即得到高分子量植物基多元醇
3.本发明所述方法包括：
优选的，步骤(1)中所述的有机酸，为甲酸、乙酸、丙酸或苯甲酸中的一种或几种组合；
优选的，步骤(1)中所述氧化剂为双氧水、臭氧、高锰酸钾中的一种或几种组合；
优选的，步骤(1)中所述催化剂为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸双中的一种或几种组合；
优选的，步骤(1)中所述相转移催化剂为链状聚乙二醇、四丁基溴化铵(TBAB)、四丁基氯化铵、环糊精中的一种或几种组合；
4.本发明提出一种废弃油脂基聚酯多元醇的环氧化制备。所根据权利要求1所述的废弃油脂基聚酯多元醇的环氧化制备方法，其特征在于：所述废弃油脂包括餐饮、食品加工厂后处理过程中所产生的不允许使用的食用油、泔水油，油料加工过程中产生的过期油脂等。
与背景技术相比，本发明的优点是：(1)采用废弃油脂为原料，通过环氧化法制备废弃油脂基聚酯多元醇，可以变废为宝，降低生产成本；(2)可以防止废弃油脂随意排放对环境的造成污染，为废弃油脂的再生利用提供新途径；(3)本发明生产工艺简单，所得多元醇的羟基、酸值和环氧酯可调，所得多元醇的生物降解性良好，可在自然环境中自行降解；(4)可广泛应用于可降解聚氨酯材料的制备，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
：
本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1.
1.本发明提供一种废弃油脂的预处理方法，包含以下的具体操作步骤：
将废弃油脂加热到60度，进行砂芯过滤，去除里面的泥土、食物残渣等固体杂质，接着采取加热减压蒸馏的方式，30度条件下脱除油脂中的水分及易挥发组分，直到无气泡产生停止，最后加入酸性白土进行吸附脱色，过滤后得到处理后的油脂，倒入瓶中备用。
2.本发明提供一种植物基多元醇的环氧化合成方法，包含以下的具体操作步骤：
(1)环氧废弃油脂的合成
将甲酸、双氧水、硫酸按质量比1∶2∶0.1混合均匀得到混合试剂A，将预处理后的废弃油脂与链状聚乙二醇按质量比100∶1.5混合均匀后并放入30度的水浴中搅拌加热得到混合试剂B。在30度条件下，将混合试剂A缓慢滴加到B中，滴加结束后将体系升高到50度，反应4小时，反应结束后将产物水洗至中性，转移至旋转蒸发器上，60度条件下真空旋蒸至无气泡，即得到环氧废弃油脂。
(2)低分子量植物基多元醇的合成：
将步骤(1)的环氧废弃油脂、甲酸和硫酸按质量比100∶1∶0.1混合均匀，在50度条件下，在回流冷凝、氮气保护条件下反应2小时。反应结束后再8度条件下进行真空抽滤至无气泡，即得到低分子量植物基多元醇。
(3)高分子量植物基多元醇的合成：
将步骤(1)所得环氧废弃油脂、步骤(2)中低分子量植物基多元醇和硫酸按质量比100∶70∶0.5一定比例混合均匀，在60度条件下，在回流冷凝、氮气保护条件下反应4小时，进行加聚反应，反应结束后所得产物用25度蒸馏水反复洗涤多次，真空脱水后即得到高分子量植物基多元醇。
实施例2.
1.本发明提供一种废弃油脂的预处理方法，包含以下的具体操作步骤：
将废弃油脂加热到80度，进行砂芯过滤，去除里面的泥土、食物残渣等固体杂质，接着采取加热减压蒸馏的方式，40度条件下脱除油脂中的水分及易挥发组分，直到无气泡产生停止，最后加入酸性白土进行吸附脱色，过滤后得到处理后的油脂，倒入瓶中备用。
2.本发明提供一种植物基多元醇的环氧化合成方法，包含以下的具体操作步骤：
(1)环氧废弃油脂的合成
将甲酸、双氧水、磷酸按质量比3∶4∶0.3混合均匀得到混合试剂A，将预处理后的废弃油脂与四丁基溴化铵按质量比100∶2混合均匀后并放入30-50度的水浴中搅拌加热得到混合试剂B。在40度条件下，将混合试剂A缓慢滴加到B中，滴加结束后将体系升高到70度，反应3小时，反应结束后将产物水洗至中性，转移至旋转蒸发器上，65度条件下真空旋蒸至无气泡，即得到环氧废弃油脂。
(2)低分子量植物基多元醇的合成：
将步骤(1)的环氧废弃油脂、甲酸和磷酸按质量比100∶2∶0.4混合均匀，在70度条件下，在回流冷凝、氮气保护条件下反应3.5小时。反应结束后再100度条件下进行真空抽滤至无气泡，即得到低分子量植物基多元醇。
(3)高分子量植物基多元醇的合成：
将步骤(1)所得环氧废弃油脂、步骤(2)中低分子量植物基多元醇和磷酸按质量比100∶100∶0.5一定比例混合均匀，在65度条件下，在回流冷凝、氮气保护条件下反应3小时，进行加聚反应，反应结束后所得产物用25度蒸馏水反复洗涤多次，真空脱水后即得到高分子量植物基多元醇。
实施例3.
1.本发明提供一种废弃油脂的预处理方法，包含以下的具体操作步骤：
将废弃油脂加热到65度，进行砂芯过滤，去除里面的泥土、食物残渣等固体杂质，接着采取加热减压蒸馏的方式，45度条件下脱除油脂中的水分及易挥发组分，直到无气泡产生停止，最后加入酸性白土进行吸附脱色，过滤后得到处理后的油脂，倒入瓶中备用。
2.本发明提供一种植物基多元醇的环氧化合成方法，包含以下的具体操作步骤：
(1)环氧废弃油脂的合成
将乙酸、臭氧、硫酸按质量比3∶4∶0.7混合均匀得到混合试剂A，将预处理后的废弃油脂与四丁基溴化铵按质量比100∶2混合均匀后并放入50度的水浴中搅拌加热得到混合试剂B。在40度条件下，将混合试剂A缓慢滴加到B中，滴加结束后将体系升高到75度，反应5小时，反应结束后将产物水洗至中性，转移至旋转蒸发器上，80度条件下真空旋蒸至无气泡，即得到环氧废弃油脂。
(2)低分子量植物基多元醇的合成：
将步骤(1)的环氧废弃油脂、乙酸和硫酸按质量比100∶2∶0.6混合均匀，在70度条件下，在回流冷凝、氮气保护条件下反应2.5小时。反应结束后再120度条件下进行真空抽滤至无气泡，即得到低分子量植物基多元醇。
(3)高分子量植物基多元醇的合成：
将步骤(1)所得环氧废弃油脂、步骤(2)中低分子量植物基多元醇和硫酸按质量比100∶100∶1一定比例混合均匀，在80度条件下，在回流冷凝、氮气保护条件下反应4小时，进行加聚反应，反应结束后所得产物用25度蒸馏水反复洗涤多次，真空脱水后即得到高分子量植物基多元醇。
实施例4.
1.本发明提供一种废弃油脂的预处理方法，包含以下的具体操作步骤：
将废弃油脂加热到80度，进行砂芯过滤，去除里面的泥土、食物残渣等固体杂质，接着采取加热减压蒸馏的方式，60度条件下脱除油脂中的水分及易挥发组分，直到无气泡产生停止，最后加入酸性白土进行吸附脱色，过滤后得到处理后的油脂，倒入瓶中备用。
2.本发明提供一种植物基多元醇的环氧化合成方法，包含以下的具体操作步骤：
(1)环氧废弃油脂的合成
将甲酸、臭氧、硝酸按质量比2∶6∶0.7混合均匀得到混合试剂A，将预处理后的废弃油脂与四丁基氯化铵按质量比100∶2混合均匀后并放入50度的水浴中搅拌加热得到混合试剂B。在50度条件下，将混合试剂A缓慢滴加到B中，滴加结束后将体系升高到90度，反应8小时，反应结束后将产物水洗至中性，转移至旋转蒸发器上，90度条件下真空旋蒸至无气泡，即得到环氧废弃油脂。
(2)低分子量植物基多元醇的合成：
将步骤(1)的环氧废弃油脂、甲酸和硝酸按质量比100∶3∶0.7混合均匀，在80度条件下，在回流冷凝、氮气保护条件下反应4小时。反应结束后再140度条件下进行真空抽滤至无气泡，即得到低分子量植物基多元醇。
(3)高分子量植物基多元醇的合成：
将步骤(1)所得环氧废弃油脂、步骤(2)中低分子量植物基多元醇和硝酸按质量比100∶120∶2一定比例混合均匀，在110度条件下，在回流冷凝、氮气保护条件下反应4小时，进行加聚反应，反应结束后所得产物用25度蒸馏水反复洗涤多次，真空脱水后即得到高分子量植物基多元醇。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非只包含一个的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。