[發(fā)明專利]一種可降解聚氨酯半硬泡材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201019026005.0
• 申請日: 2010-02-04
• 公開（公告）號: CN101775206A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 周建成;程玲;吳東方;李乃旭
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08G18/44;C08G18/76;C08G64/30;C08G101/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發(fā)明涉及一種高分子材料，特別是一種具有良好的土壤掩埋降解性能的聚氨酯半硬泡 材料；本發(fā)明還涉及一種該聚氨酯半硬泡材料的制備方法。

背景技術

聚氨酯半硬質泡沫塑料(簡稱半硬泡)是聚氨酯的幾大品種之一。它是一種性能介于聚氨 酯軟泡與硬泡之間的泡沫，具有質輕、抗老化、耐油、耐酸堿等優(yōu)異性.尤其是它本身所具 有較高的壓縮負荷值、較高的密度，其交聯(lián)密度遠高于軟泡而僅次于硬泡和較好能量吸收性 能，這些特點決定它廣泛地應用于工業(yè)防震輕沖材料及運輸包裝材料上，如用于汽車保險杠 填充物，精密儀器的包裝。

傳統(tǒng)的由聚醚多元醇制得的聚氨酯泡沫材料，難以降解，隨著人們環(huán)境保護意識的增強， 綠色環(huán)保型聚氨酯材料成為各國研究開發(fā)的熱點，可生物降解型聚氨酯是其中的一個重要分 支，而制備的關鍵是研制可生物降解型低聚多元醇，通過這些低聚多元醇與異氰酸酯之間的 反應，將可被微生物分解的分子鏈引入到聚氨酯材料中。聚醚碳酸酯多元醇是指分子主鏈中 含有重復的碳酸酯基和鏈端為羥基的一類聚合物，能在生物體內經水解、醇解等反應，逐漸 降解成中性的二元醇(酚)和二氧化碳，與異氰酸酯反應得到的聚氨酯材料與傳統(tǒng)的多元醇 所合成的聚氨酯材料相比，具有優(yōu)良的力學性能、耐水解性、耐熱性、耐氧化性、耐磨性和 較好的可生物降解性，

此外，無異氰酸酯或較少異氰酸酯聚氨酯泡沫材料合成技術不僅具有綠色環(huán)保，而且能 降低成本，成為聚氨酯行業(yè)發(fā)展的重點和方向。

發(fā)明內容

技術問題：本發(fā)明的第一個目的是要提供一種具有良好土壤掩埋降解性能的聚氨酯半硬 泡材料。

本發(fā)明的第二個目的是要提供一種上述可降解聚氨酯半硬泡材料的制備方法，降低異氰 酸酯用量。

技術方案：本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種可降解聚氨酯半硬泡材料，其特征在于其是由A組份和B組份按2∶1～3∶1的比例 配置而成，所述A組份含有如下質量分數的原料：多元醇100份、催化劑1～3份、物理發(fā)泡 劑3～10份、有機硅勻泡劑0.5～1份；B組份為工業(yè)純二苯甲烷二異氰酸酯。

所述的催化劑是環(huán)己胺、三乙胺等胺類物質；物理發(fā)泡劑為環(huán)戊烷；勻泡劑為有機硅。

其中，多元醇是聚醚碳酸酯多元醇，采用如下方法制備而成：在氮氣環(huán)境中，將甘油與碳 酸乙烯酯按1∶5～30的比例加入反應中，升溫至40～50℃，在攪拌下加入原料總質量1～4％ 的離子液體催化劑三甲胺鹽酸氯化鋅[Me₃NH]Cl-(ZnCl₂)_0.50和鹽酸N-甲基咪唑 [Mim]Cl-(SnCl₂)_0.50，混合物在140～160℃下反應10～15h，得到聚醚碳酸酯多元醇。

本發(fā)明提供的聚醚碳酸酯多元醇為淡黃色透明液體，碳酸酯基含量為40～50g％，數均分 子量為1000～1200g/mol，羥值為200～300mgKOH/g，官能度為3，粘度為1000～1200mPa·s， 基本滿足制備聚氨酯半硬泡的要求。

本發(fā)明提供的上述可降解聚氨酯半硬泡材料的制備方法是首先制備聚醚碳酸酯多元醇：在 氮氣環(huán)境中，將甘油與碳酸乙烯酯按1∶5～30的比例加入反應中，升溫至40～50℃，在攪 拌下加入定量離子液體催化劑，混合物在140～160℃下反應10～15h，得到聚醚碳酸酯多元 醇，再將聚醚碳酸酯多元醇與催化劑、物理發(fā)泡劑、硅油勻泡劑按比例配成A組份，然后將 A組份和B組份按2∶1～3∶1的比例，經聚氨酯噴槍混合后噴出，與目標表面或模具腔體發(fā) 泡成型固化，即制得可降解聚氨酯半硬泡材料。

有益效果：實驗證明，本發(fā)明的可降解聚氨酯半硬泡材料，具有良好土壤掩埋降解性能， 其掩埋在土壤中一個月失重分數達1～3％，兩個月達4～6％及三個月達7～8％。遠高于對 比樣品(普通蔗糖、丙二醇聚醚制得的聚氨酯泡沫材料)的一個月0.4％，兩個月達0.6％及 三個月達1％，因而可解決傳統(tǒng)聚氨酯硬泡材料“白色污染”的問題。而且合成此種可降解 聚氨酯半硬泡材料所需二苯甲烷二異氰酸酯的用量占原料總質量的25％～34％，遠低于對比 樣品的用量，大大降低了合成成本，有利于保護環(huán)境。

具體實施方式