烷氧基化生物油多元醇组合物制造技术

提供了产生生物油多元醇、使生物油多元醇烷氧基化以提供多元醇以及使用烷氧基化生物油多元醇制备聚酯或聚氨酯的聚合物或共聚物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】烷氧基化生物油多元醇组合物相关申请的交叉引用本申请要求于2014年6月11日提交的美国临时专利申请No.62/011,005的优先权，其全部内容通过引用并入本文。背景可以对生物质(例如，木质纤维素物质(例如，木材))进行热解以产生热的热解蒸气。从热的热解蒸气中可以提取出生物油。来自木材热解的生物油可包含水、有机酸、醇、醛、酚和糖衍生物的混合物。生物油和生物油衍生物的产生和利用度可以为许多化学转化提供备用原料。本申请认识到开发生物油和生物油衍生物的增值用途可能是一项具有挑战性的努力。概述在一个实施方案中，提供了烷氧基化生物油多元醇。所述烷氧基化生物油多元醇可以通过包括使生物油多元醇烷氧基化的方法来产生。所述烷氧基化生物油多元醇可以通过与生物油多元醇相比以下中的一个或多个来表征：降低的粘度、增加的分子量、较低的凝胶渗透色谱保留时间、重量百分比增加和降低的羟值。所述生物油多元醇可以是本文所述的任何生物油多元醇，例如中间体生物油多元醇或多元醇生物油产物。在一个实施方案中，提供了用于制备烷氧基化生物油多元醇的方法。该方法可包括提供生物油多元醇。该方法还可包括在烷氧基化催化剂的存在下，在有效形成烷氧基化生物油多元醇的反应条件下，使生物油多元醇与环状环氧烷反应。烷氧基化生物油多元醇可以是本文所述的任何烷氧基化生物油多元醇。例如，所述烷氧基化生物油多元醇可以通过包括使生物油多元醇烷氧基化的方法产生。所述烷氧基化生物油多元醇可以通过与生物油多元醇相比以下中的一个或多个来表征：降低的粘度、增加的分子量、较低的凝胶渗透色谱保留时间、重量百分比增加和降低的羟值。所述生物油多元醇可以是本文所述的任何生物油多元醇，例如中间体生物油多元醇或多元醇生物油产物。在另一个实施方案中，提供了用于产生共聚物组合物的方法。该方法可以包括提供聚合前体混合物，其被配置为与试剂多元醇(例如，烷氧基化生物油多元醇)组合形成聚合物。该方法还可以包括在有效形成共聚物组合物的反应条件下使烷氧基化生物油多元醇与聚合前体混合物反应。烷氧基化生物油多元醇可以是本文所述的任何烷氧基化生物油多元醇。在一个实施方案中，提供了共聚物组合物。所述共聚物组合物可以包括共聚的烷氧基化生物油多元醇。所述共聚物组合物可以共聚自本文所述的任何烷氧基化生物油多元醇。在另一个实施方案中，提供了一种共聚物制品。所述共聚物制品可包括具有共聚的烷氧基化生物油多元醇的共聚物组合物。所述共聚物组合物可以共聚自本文所述的任何烷氧基化生物油多元醇。附图简述包含在说明书中并构成说明书一部分的附图示出了示例方法和组合物，并且仅用于说明示例性实施例。图1是用于制备烷氧基化生物油多元醇的示例方法100的流程图；图2是用于使用烷氧基化生物油多元醇产生共聚物组合物的示例方法200的流程图；图3是根据如实施例中所述的烷氧基化生物油多元醇掺入的聚合物泡沫性质的表；图4是制备多元醇生物油产物的方法的流程图；图5是使用多元醇生物油产物产生聚合物组合物的方法的流程图；图6A是概述实施例4A中描述的方法600A的流程图；图6B是概述实施例4B中描述的方法600B的流程图；图7是根据如实施例中所述的多元醇生物油产物掺入的聚合物泡沫性质的表；图8是在烷氧基化之前的示例中间体生物油多元醇的凝胶渗透色谱保留时间的图；以及图9是示例性烷氧基化生物油多元醇的凝胶渗透色谱保留时间的图。详述从木材或其他木质纤维素生物质的热解产生的生物油可包含许多组分，包括水、有机酸、酚和糖。通过热解产生的生物油可包括生物油多元醇。通过使生物油与其自身或与试剂多元醇(例如，甘油或2-甲基-1，3-丙二醇)反应，可以形成中间体生物油多元醇产物，并且可以通过烷氧基化进一步改性以产生烷氧基化生物油多元醇。这样的生物油、生物油多元醇、中间体生物油多元醇和烷氧基化生物油多元醇可具有附加价值，例如作为用于形成聚酯、聚氨酯、共聚物、酚醛树脂、热熔性粘合剂组合物等的聚合中的替代多元醇试剂。在各个实施方案中，提供了烷氧基化生物油多元醇。烷氧基化生物油多元醇可以通过包括使生物油多元醇烷氧基化的方法产生。所述烷氧基化生物油多元醇可以通过与生物油多元醇相比以下中的一个或多个来表征：降低的粘度、增加的分子量、较低的凝胶渗透色谱保留时间、重量百分比增加和降低的羟值(相对于分子量游离羟基的百分比降低)。所述生物油多元醇可以是本文所述的任何生物油多元醇，例如，中间体生物油多元醇和多元醇生物油产物。在若干实施方案中，所述烷氧基化生物油多元醇可以通过与生物油多元醇相比降低的粘度和增加的分子量来表征。烷氧基化生物油多元醇可通过与生物油多元醇相比降低的粘度、增加分子量、重量百分比增加和降低的羟值来表征。所述烷氧基化生物油多元醇可通过与生物油多元醇相比降低的粘度、增加的分子量、较低的凝胶渗透色谱保留时间、重量百分比增加和降低的羟值来表征。在一些实施方案中，烷氧基化生物油多元醇可通过与生物油多元醇相比降低的粘度来表征。降低的粘度可以是大于约1％且小于以下之一：100％、99％、98％、97％、96％、95％、94％、93％、92％、91％、90％、85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％和5％，或介于前述值的任何两个之间的任何范围之间或介于前述值的任何两个之间，例如约1％至小于100％的生物油的粘度的百分比。在各个实施方案中，所述烷氧基化生物油多元醇可以通过与生物油多元醇相比增加的分子量来表征。增加的分子量可以是以下中的至少约一个的生物油的分子量的百分比：101％、102％、103％、104％、105％、106％、107％、108％、109％、110％、115％、120％、125％、130％、135％、140％、145％、150％、155％、160％、165％、170％、175％、180％、185％、190％、195％和200％，或者前述值的任何两个之间的范围，例如大于100％至小于约200％。在若干实施方案中，所述烷氧基化生物油多元醇可以通过与生物油多元醇相比重量百分比增加来表征。重量百分比增加可以是相比于生物油的重量的百分比以下中的至少约一个：至少约1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％和100％，或前述值的任何两个之间的范围，例如约1％至约100％。在一些实施方案中，所述烷氧基化生物油多元醇可以通过与生物油多元醇相比降低的羟值、与生物油多元醇中游离的羟基数相比降低的游离羟基百分比来表征。游离羟基的降低的百分比可以是以下中的至少约一个：约1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或小于100％，或前述值的任何两个之间的范围，例如，在生物油多元醇中的游离羟基的数目的约1％至小于100％。图1是用于制备烷氧基化生物油多元醇的示例方法100的流程图。方法100可包括提供生物油多元醇(步骤102)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烷氧基化生物油多元醇，所述烷氧基化生物油多元醇通过包括使生物油多元醇烷氧基化的方法产生，所述烷氧基化生物油多元醇通过与所述生物油多元醇相比以下中的一个或多个来表征：降低的粘度、增加的分子量、较低的凝胶渗透色谱保留时间、重量百分比增加和降低的羟值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.11 US 62/011,0051.一种烷氧基化生物油多元醇，所述烷氧基化生物油多元醇通过包括使生物油多元醇烷氧基化的方法产生，所述烷氧基化生物油多元醇通过与所述生物油多元醇相比以下中的一个或多个来表征：降低的粘度、增加的分子量、较低的凝胶渗透色谱保留时间、重量百分比增加和降低的羟值。2.根据权利要求1所述的烷氧基化生物油多元醇，所述烷氧基化生物油多元醇通过与所述生物油多元醇相比降低的粘度和增加的分子量来表征。3.根据权利要求1所述的烷氧基化生物油多元醇，所述烷氧基化生物油多元醇通过与所述生物油多元醇相比降低的粘度、增加的分子量、重量百分比增加和降低的羟值来表征。4.根据权利要求1所述的烷氧基化生物油多元醇，所述烷氧基化生物油多元醇通过与所述生物油多元醇相比降低的粘度、增加的分子量、较低的凝胶渗透色谱保留时间、重量百分比增加和降低的羟值来表征。5.根据权利要求1所述的烷氧基化生物油多元醇，所述烷氧基化生物油多元醇通过与所述生物油多元醇相比降低的粘度来表征，所述降低的粘度是约1％至小于100％的所述生物油的粘度的百分比。6.根据权利要求1所述的烷氧基化生物油多元醇，所述烷氧基化生物油多元醇通过与所述生物油多元醇相比降低的粘度来表征，所述降低的粘度是大于约1％至小于以下之一：100％、99％、98％、97％、96％、95％、94％、93％、92％、91％、90％、85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％或5％的所述生物油的粘度的百分比。7.根据权利要求1所述的烷氧基化生物油多元醇，所述烷氧基化生物油多元醇通过与所述生物油多元醇相比增加的分子量来表征，所述增加的分子量是大于100％且小于约200％的所述生物油的分子量的百分比。8.根据权利要求1所述的烷氧基化生物油多元醇，所述烷氧基化生物油多元醇通过与所述生物油多元醇相比增加的分子量来表征，所述增加的分子量是以下中的至少约一个：101％、102％、103％、104％、105％、106％、107％、108％、109％、110％、115％、120％、125％、130％、135％、140％、145％、150％、155％、160％、165％、170％、175％、180％、185％、190％、195％或200％的所述生物油的分子量的百分比。9.根据权利要求1所述的烷氧基化生物油多元醇，所述烷氧基化生物油多元醇通过与所述生物油多元醇相比重量百分比增加来表征，所述重量百分比增加是相比于所述生物油的重量约1％至约100％的百分比。10.根据权利要求1所述的烷氧基化生物油多元醇，所述烷氧基化生物油多元醇通过与所述生物油多元醇相比重量百分比增加来表征，所述重量百分比增加是相比于所述生物油的重量以下中的至少约一个：1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％的百分比。11.根据权利要求1所述的烷氧基化生物油多元醇，所述烷氧基化生物油多元醇通过与所述生物油多元醇相比降低的羟值来表征，所述降低的羟值为所述生物油多元醇中游离羟基数的约1％至小于100％。12.根据权利要求1所述的烷氧基化生物油多元醇，所述烷氧基化生物油多元醇通过与所述生物油多元醇相比降低的羟值来表征，所述降低的羟值为以下中的至少约一个：1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或99％。13.一种用于制备烷氧基化生物油多元醇的方法100，所述方法包括：102提供生物油多元醇；和104在催化剂存在下在有效形成所述烷氧基化生物油多元醇的反应条件下使所述生物油多元醇与环状环氧烷反应，所述烷氧基化生物油多元醇是权利要求1至12中任一项所述的烷氧基化生物油多元醇。14.根据权利要求13所述的方法，所述环状环氧烷包括未取代的环氧乙烷或被直链或支链C1-C6烷基或C3-C6环烷基取代的环氧乙烷。15.根据权利要求13所述的方法，所述环状环氧烷包括1，2-环氧丙烷。16.根据权利要求13所述的方法，所述环状环氧烷以与所述生物油多元醇的重量相比大于10重量％的重量％存在。17.根据权利要求13所述的方法，所述环状环氧烷以与所述生物油多元醇的重量相比约5重量％至约70重量％的重量％存在。18.根据权利要求13所述的方法，所述反应条件包括催化性碱金属氢氧化物或催化性碱土金属氢氧化物或氧化物的存在。19.根据权利要求13所述的方法，所述反应条件包括催化量的氢氧化钾的存在。20.根据权利要求13所述的方法，所述反应条件包括酸化木质素的存在。21.根据权利要求13所述的方法，所述反应条件包括所述催化剂以与所述生物油多元醇的重量相比约0.01重量％至约5重量％的重量％存在。22.根据权利要求13所述的方法，所述反应条件包括约80℃至约180℃的温度。23.根据权利要求13所述的方法，所述反应条件包括约0至约600磅/平方英寸的压力。24.根据权利要求13所述的方法，所述生物油多元醇包括以下中的一种或多种：生物油；包含通过与生物油反应改性的生物油的中间体生物油多元醇；和包含通过与试剂多元醇反应改性的生物油的中间体生物油多元醇。25.根据权利要求24所述的方法，所述生物油通过生物质的热解产生，或所述生物油是通过生物质的催化热解产生的催化生物油。26.根据权利要求13所述的方法，其还包括在多元醇形成催化剂的存在下使生物油与所述生物油和试剂多元醇中的至少一种反应，以提供所述生物油多元醇。27.根据权利要求26所述的方法，所述试剂多元醇包括以下中的一种或多种：甘油、乙二醇、丙二醇、1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、季戊四醇、糖醇、醇胺和聚亚烷基二醇。28.根据权利要求26所述的方法，所述试剂多元醇包括酸化和脱甲基化粗制甘油和来自蒸汽分离的湿粗制甘油中的一种或多种。29.根据权利要求26所述的方法，所述多元醇形成催化剂包含锡。30.根据权利要求26所述的方法，其还包括使酸化木质素与以下中的一种或多种接触：所述生物油、所述试剂多元醇和所述多元醇形成催化剂。31.根据权利要求26所述的方法，其还包括热解生物质以提供所述生物油，或催化热解生物质以提供作为催化生物油的所述生物油。32.一种用于产生共聚物组合物的方法200，所述方法包括：202提供聚合前体混合物，其被配置为与试剂多元醇组合形成聚合物；和204在有效形成所述共聚物组合物的反应条件下使烷氧基化生物油多元醇与聚合前体混合物反应，所述烷氧基化生物油多元醇是权利要求1至12中任一项所述的烷氧基化生物油多元...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·迦巴克，H·贝奈克，M·摩尔，M·J·佩里，J·T·卡夫迈耶，
申请(专利权)人：巴特尔纪念研究所，
类型：发明
国别省市：美国,US