本申請是申請日為2013年02月28日、進入中國的申請號為201380022554.5、發明名稱為“用于聚氨酯應用的物質多元醇的組合物”的申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及酯多元醇(ester polyols)用的，特別是由來源于植物油或脂肪的脂肪酸的臭氧分解且隨后用伯多元醇酯化形成的酯多元醇用的制備方法。所述酯多元醇可用于多種應用中，特別是制備聚氨酯泡沫體和/或涂料。

背景技術

本說明書中所列或討論的明顯在先發表的文件，應不必然被認為是認可該文件是本領域水平的一部分或者是公知常識。

本發明提供一種利用可再生資源(例如，來自植物和動物的油和/或脂肪、脂肪酸和脂肪酸酯)制造酯多元醇的方法，在本質上通過臭氧分解工藝定量產出。該酯多元醇對生產聚氨酯類涂料和泡沫體以及聚酯的應用非常有用。

大部分目前的聚氨酯泡沫體是由石油類多元醇制造的。期望的是：當制造聚氨酯泡沫體或涂料時，用來源于植物或動物來源的多元醇來代替部分或全部的石油多元醇。來源于植物或動物來源的多元醇被稱作生物多元醇。棕櫚油，其主要由飽和與不飽和脂肪酸鏈組成，是用于通過由多種化學工藝利用這些雙鍵以引入羥基來制造多元醇的潛在前體。所希望的是：這個羥基官能團，對提高多元醇在通過與異氰酸酯反應制備聚氨酯中的反應性是主要的，而不是次要的。植物和動物脂肪的其它實例包括大豆油(soybean oil)、紅花油、亞麻籽油、玉米油、葵花油、橄欖油、油菜油(canola oil)、芝麻油、棉籽油、芥子油、亞麻薺油(camelina oil)、麻風樹油(jatropha oil)、花生油、椰子油、菜籽油、烏桕油(Chinese tallow oil)、桐油(tung oil)、蓖麻油、藻油、小麥胚芽油、豆油(soya oil)、大麻油(hemp oil)、魚油、豬油或牛油(tallow)等及其混合物。

上述油和脂質的副產物，例如棕櫚脂肪酸餾出物(PFAD)、棕櫚仁脂肪酸餾出物、分級的棕櫚脂肪酸餾出物和分級的棕櫚仁脂肪酸餾出物、豆油的脂肪酸、棕櫚脂肪酸烷基酯或任意生物類脂質(biobased lipids)的烷基酯等，或其混合物或級分，可用作脂肪酸的來源。

在一些專利中已經公開了利用天然油來制造酯多元醇。在多元醇的制造中，天然油提供兩個反應位點：不飽和脂肪酸的雙鍵和將脂肪酸鍵合至甘油的羧酯基。US專利號7,125,950描述一種通過酯交換工藝，形成對制備聚氨酯有用的脂肪酸聚酯多元醇組合物用的無溶劑工藝。在該專利中，在堿金屬或堿土金屬堿或鹽催化劑存在下，在不存在溶劑下，將天然油與多官能羥基化合物反應。制得組合物的羥基含量取決于制備中使用的多官能羥基化合物的量。

PCT公開號WO2007027223描述了由植物或動物來源制備產物酯多元醇的多種基于溶劑的途徑。PCT公開號WO2007027223公開了：在各種伯多元醇(例如甘油)和作為催化劑的布朗斯臺德酸或路易斯酸存在下，由豆油的臭氧分解制造1-甘油單酯(monoglycerides)、2-甘油單酯和甘油二酯(diglycerides)。該多元醇與多異氰酸酯、多元酸或聚酯反應，以制造聚氨酯和聚酯涂料。然而，WO2007027223未公開或建議使用支鏈伯多元醇。

US專利申請號US2006/0194974描述了一種制造改性甘油三酯用的方法，其包括：在羥基化化合物和堿催化劑存在下，將植物油與臭氧在反應混合物中反應。臭氧與植物油反應，來將甘油三酯中的脂肪酸基的雙鍵裂解，并且在催化劑存在下，通過酯共價鍵，將羥基化化合物加至裂解雙鍵的末端碳原子。

在該技術領域，對具有用于改善硬質(rigid)和軟質(flexible)泡沫體和聚氨酯涂料用的效能特性的酯多元醇，仍存在需求。由含有大量飽和脂肪酸的原料制備的酯多元醇，易于遭受顯著的相分離，導致蠟狀固體的沉淀。然后，這樣的酯多元醇可能需要額外的工藝步驟，以使得它們適合于加工成更有用的產品，如涂料和泡沫體。因而，期望的是要進一步研究改善酯多元醇的、特別是可包括大量飽和脂肪酸的酯多元醇的制備方法。

發明內容

本發明解決了在本領域中的問題，并提供一種制備酯多元醇用的方法，包括用至少一種伯多元醇酯化至少一種臭氧酸(ozone acid)，以制造酯多元醇。

特別是，本發明人已經發現：通過將支鏈伯多元醇并入酯多元醇的結構中，可能獲得具有增加的對相分離和沉淀的抵抗力的酯多元醇。