[發(fā)明專(zhuān)利]一種增強(qiáng)型玉米芯基聚氨酯泡沫材料的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110374353.4
• 申請(qǐng)日: 2011-11-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102504164A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李棟;李萌;汪立君;周宇光;楊柳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08G18/64
• 分類(lèi)號(hào): C08G18/64;C08K13/04;C08K7/14;C08H8/00;C08L75/04;C08G101/00
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料化工領(lǐng)域，涉及玉米芯液化產(chǎn)物制備生物可降解增強(qiáng)型聚氨酯泡沫材料。

背景技術(shù)

隨著石化能源的日益枯竭，廢棄的高分子材料等對(duì)環(huán)境造成的嚴(yán)重污染，限制了以石化產(chǎn)品為原料的聚氨酯工業(yè)的發(fā)展。環(huán)保、可生物降解的新型聚氨酯泡沫材料越來(lái)越受到人們的重視與關(guān)注。目前，世界很多地區(qū)處理農(nóng)業(yè)廢棄物等生物質(zhì)資源的方法是焚燒，這不僅未合理利用資源，還對(duì)環(huán)境和土壤造成了污染。而生物質(zhì)基聚氨酯泡沫材料既緩和了能源短缺的矛盾，且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，同時(shí)能充分利用廢棄的生物質(zhì)資源。

目前，生物質(zhì)基聚氨酯泡沫壓縮強(qiáng)度等主要力學(xué)性能不是很理想，需要改進(jìn)。而增強(qiáng)玉米芯基聚氨酯泡沫材料是通過(guò)輔料的加入，使其物理性能得到明顯改善的生物可降解聚氨酯泡沫材料。得到的泡沫材料不僅壓縮強(qiáng)度得到顯著的提高，而且制造成本也有相對(duì)的大幅降低。

玻璃纖維粉是將專(zhuān)門(mén)拉制的連續(xù)玻璃纖維原絲經(jīng)短切、研磨篩分而成，作為填充增強(qiáng)材料被廣泛應(yīng)用于各種熱固性樹(shù)脂和熱塑性樹(shù)脂。玻璃纖維粉作為填充材料以提高制品硬度、抗壓強(qiáng)度，降低制品收縮率、磨痕寬度、磨耗、生產(chǎn)成本。因此，它具有廣闊的市場(chǎng)前景和重要的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種制備增強(qiáng)型的玉米芯基聚氨酯泡沫材料的工藝方法，且能降低它的生產(chǎn)成本。

一種增強(qiáng)型玉米芯基聚氨酯泡沫材料的制造方法，主要包括以下步驟：

1)按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將200～300份液化劑、6～13份液化催化劑加入反應(yīng)器，加熱至140～170℃，然后加入50～65份粉碎的玉米芯、攪拌反應(yīng)30～150min，反應(yīng)結(jié)束后用冷水冷卻，得到玉米芯液化產(chǎn)物；

2)將玉米芯液化產(chǎn)物用MgO中和至中性，然后在100～110℃下放置10～15h，以除去水分；

3)按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，取45～55份經(jīng)步驟2)處理的液化產(chǎn)物，加入0.46～0.55份的催化劑和0.45～0.55份泡沫穩(wěn)定劑，混合均勻，然后將玻璃纖維粉加入其中，攪拌均勻；再加入45～60份多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI)，攪拌直至出現(xiàn)乳白，倒入模具中，在室溫下靜置發(fā)泡，待發(fā)泡結(jié)束放置50～70℃下熟化6～15h，再在室溫下放置20小時(shí)以上，充分熟化，制得增強(qiáng)型玉米芯基聚氨酯泡沫材料。

在步驟1)之前還包括預(yù)處理玉米芯：將玉米芯粉碎至20～80目，在100～110℃下干燥至恒重。

步驟(1)所述液化劑優(yōu)選聚乙二醇400和丙三醇的混合溶劑，其中，聚乙二醇400和丙三醇的重量比為(2～4)∶1；所述液化催化劑為濃鹽酸或濃硫酸，優(yōu)選質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98％的濃硫酸。

步驟2)中玉米芯液化產(chǎn)物與MgO的質(zhì)量比為300∶(6～9)。

步驟3)中，所述催化劑優(yōu)選為二丁基錫二月桂酸酯和三乙胺的混合溶液，其中，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，含0.23～0.28份二丁基錫二月桂酸酯和0.22～0.27份三乙胺。

步驟3)中，玻璃纖維粉加入后，攪拌的條件通常為：在1000～1100r/min轉(zhuǎn)速下攪拌50～85s；加入多亞甲基多苯基多異氰酸酯后，攪拌的條件通常為：以1100～1300r/min轉(zhuǎn)速攪拌10～45s。

所述玻璃纖維粉的加入量一般為液化產(chǎn)物質(zhì)量的5％～15％。

步驟3)中室溫下靜置發(fā)泡時(shí)間通常為10～90s。

步驟3)中，所述泡沫穩(wěn)定劑選自甲基硅油、吐溫-80、吐溫-60中的一種或多種，優(yōu)選甲基硅油。

而在合成聚氨酯泡沫過(guò)程中未使用任何發(fā)泡劑，所述的玻璃纖維粉為100～200目的磨碎玻璃纖維粉。

本發(fā)明與現(xiàn)有的生物質(zhì)基聚氨酯泡沫相比具有如下有益效果：

1)壓縮強(qiáng)度等力學(xué)性能有了明顯的提高，其他性能也很優(yōu)異。

2)本發(fā)明中采用的增強(qiáng)材料-玻璃纖維粉，價(jià)廉易得，可以降低生產(chǎn)成本。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)例1

1)按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將200份PEG400、50份丙三醇以及12.5份濃度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為98％的濃硫酸加入到三口燒瓶中，攪拌均勻，然后將三口燒瓶放在油浴鍋里加熱。當(dāng)瓶?jī)?nèi)混合液體溫度達(dá)到160℃后，加入63份粉碎的玉米芯，攪拌反應(yīng)60min，將三口燒瓶取出，用冷水迅速冷卻至室溫，得到玉米芯液化產(chǎn)物。所述粉碎的玉米芯的制備方法為：將玉米芯粉碎至20-80目，在105℃下干燥至恒重。