[發(fā)明專利]基于液化木質(zhì)素磺酸鈣多元醇的聚氨酯泡沫材料的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210153669.5
• 申請日: 2012-05-17
• 公開（公告）號: CN102675582A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周建;竹文坤;蘇林;羅學(xué)剛
• 申請（專利權(quán)）人: 西南科技大學(xué)
• 主分類號: C08G18/64
• 分類號: C08G18/64;C08H7/00;C08J9/08;C08G101/00
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務(wù)所 51106
• 代理人: 劉克勤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于泡沫材料的制備，涉及一種基于液化木質(zhì)素磺酸鈣多元醇的聚氨酯泡沫材料的制備方法。特別適用于減震等用途的包裝材料用聚氨酯泡沫材料的制備。

背景技術(shù)

近年來，由于石油資源的短缺及人工高分子材料對環(huán)境造成的危害持續(xù)加大，天然高分子材料的開發(fā)利用成為該領(lǐng)域的熱點。進(jìn)入21世紀(jì)以來，關(guān)于纖維素、木質(zhì)素、殼聚糖、魔芋葡甘聚糖等生物質(zhì)材料的功能化應(yīng)用的報道層出不窮。在眾多生物質(zhì)材料中，木質(zhì)素是自然界豐富的可再生天然高分子之一，其在自然界中的量僅次于纖維素，約為6×10¹⁴?t/a。目前，工業(yè)木質(zhì)素主要源于造紙工業(yè)廢液，據(jù)統(tǒng)計我國每年約產(chǎn)生1000萬t的木質(zhì)素。木質(zhì)素在自然界中產(chǎn)量大、價格低，但利用率低，一直是科研工作者研究的重點。木質(zhì)素化學(xué)穩(wěn)定性高，科研人員的研究精力往往專注于其精細(xì)化改性過程。但是，木質(zhì)素是以苯丙烷為骨架天然多芳環(huán)大分子網(wǎng)狀化合物，其結(jié)構(gòu)本身活性位置少，以致具有反應(yīng)程度低、速度慢、條件苛刻等特點，至今沒有被大規(guī)模應(yīng)用。

聚氨酯由于其獨特的性能和廣泛應(yīng)用性已成為世界六大合成高分子材料之一。合成聚氨酯材料的主要原料是多元醇和異氰酸酯，其中多元醇可分為聚酯多元醇和聚醚多元醇。隨著當(dāng)今化石資源缺乏的加劇以及人們對環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，由人工高分子生產(chǎn)的不具有降解性能的發(fā)泡材料已經(jīng)不能滿足當(dāng)今社會的要求，人們轉(zhuǎn)而需要一種天然的、環(huán)保的、可降解的、取之不盡的材料以生產(chǎn)發(fā)泡材料。天然可降解的木質(zhì)素分子雖然含有酚羥基和醇羥基，與異氰酸酯具有一定的反應(yīng)能力，但由于木質(zhì)素與異氰酸酯不互溶，若直接反應(yīng)，進(jìn)行程度低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到聚氨酯材料的要求?，F(xiàn)有技術(shù)中，有研究人員通過木質(zhì)素的化學(xué)改性、木質(zhì)素溶解于多元醇或者有機(jī)體系，得到木質(zhì)素基聚氨酯泡沫材料。但是，前者雖然最終能得到木質(zhì)素基泡沫材料，但由于木質(zhì)素本身反應(yīng)活性低、化學(xué)改性程度不高，使得木質(zhì)素沒有從根本意義上具有與異氰酸酯反應(yīng)的活性。而后者只是將木質(zhì)素與多元醇通過僅有的物理互溶而實現(xiàn)將木質(zhì)素以填充的形式存在于聚氨酯泡沫材料中，木質(zhì)素沒有真正參與到化學(xué)反應(yīng)中。同時，上述改性方法有時涉及到有機(jī)溶劑的使用，其引起的環(huán)境和成本問題都大大地限制了木質(zhì)素在聚氨酯泡沫材料上的進(jìn)一步應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于液化木質(zhì)素磺酸鈣多元醇的聚氨酯泡沫材料的制備方法。從而一種綠色清潔、廢棄物利用多、成本低、可降解、完全滿足聚氨酯泡沫技術(shù)要求的基于液化木質(zhì)素磺酸鈣多元醇的聚氨酯泡沫材料的制備方法。

本發(fā)明的內(nèi)容是：一種基于液化木質(zhì)素磺酸鈣多元醇的聚氨酯泡沫材料的制備方法，其特征是包括下列步驟：

a、將100重量份聚醚多元醇加入到高壓反應(yīng)釜中，再加入5～100重量份木質(zhì)素磺酸鈣，在溫度150～190℃、壓力1～3MPa的條件下，進(jìn)行液化反應(yīng)1～5小時，得到液化木質(zhì)素多元醇；

b、將100重量份液化木質(zhì)素多元醇依次與2.5～5重量份發(fā)泡劑水、0.8～1.2重量份泡沫穩(wěn)定劑、0.2～0.6重量份催化劑三乙烯二胺（成都科龍化工試劑廠生產(chǎn)）混合攪拌1～5分鐘，再加入0.3～0.5重量份的催化劑辛酸亞錫（成都科龍化工試劑廠生產(chǎn)），攪拌10～60秒，得到A組分；

c、取粗二苯基甲烷-4，4′-二異氰酸酯（即MDI，全稱是多亞甲基多異氰酸酯，日本三井化學(xué)株式會社生產(chǎn)）作為B組分，按A組分：B組分為0.95～1.1：1的重量配比將A組分與B組分通過高壓發(fā)泡機(jī)混合反應(yīng)發(fā)泡、再熟化2～10天（即發(fā)泡后，放置2～10天以充分反應(yīng)，并使發(fā)泡材料充分定形），即制得聚氨酯泡沫材料。

采用本發(fā)明制得的聚氨酯泡沫產(chǎn)品的表觀密度和壓縮強(qiáng)度分別為9～10KG/m³和13.7～15kPa。

本發(fā)明的內(nèi)容中：步驟a中所述聚醚多元醇可以是GR-4110G（上海高橋石化公司化工三廠生產(chǎn)）、TSU-450L（天津石化三廠生產(chǎn)）、ZS-4110IV（金陵石化化工二廠生產(chǎn)）中的一種。

本發(fā)明的內(nèi)容中：步驟b中所述泡沫穩(wěn)定劑可以是德國高施米特公司生產(chǎn)Tegostab?B8404，也可以是現(xiàn)有技術(shù)中的其它泡沫穩(wěn)定劑。

本發(fā)明的內(nèi)容中：步驟a中所述木質(zhì)素磺酸鈣是亞硫酸鹽制漿法造紙的副產(chǎn)物（新沂市飛皇化工有限公司提供）。

本發(fā)明的內(nèi)容中：步驟c中所述高壓發(fā)泡機(jī)可以是成都東日機(jī)械有限公司制造的H10/20-DD型高壓發(fā)泡機(jī)，也可以現(xiàn)有技術(shù)中的其它高壓發(fā)泡機(jī)。

采用本發(fā)明，液化木質(zhì)素多元醇的測試如下：