[發明專利]一種聚氨酯泡沫的制備方法

有效

• 申請號: 201210488345.7
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN103833949A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 李棟;徐潔;汪立君;周宇光;魏青
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: C08G18/65
• 分類號: C08G18/65;C08G18/64;C08G18/32;C08H8/00;C08G101/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及一種聚氨酯泡沫的制備方法，具體涉及一種以玉米芯為原料制備聚氨酯泡沫的方法。

背景技術

聚氨酯材料是現代塑料工業中發展最快的品種之一，由二元或多元有機異氰酸酯與二元或多元醇化合物，即聚醚多元醇或聚酯多元醇反應制得。由于多元醇化合物的原料來源為石油，故聚氨酯工業對于石油有著很強的依賴性。近年來石油因價格的波動和供給的嚴重不足影響了聚氨酯工業的發展。玉米芯是富含羥基的天然化合物，研究證明，這些化合物可以代替聚醚或聚酯多元醇與異氰酸酯發生親核加成反應制備聚氨酯材料。在生產中選擇玉米芯作為多元醇化合物的原料不僅可以提高資源的利用率，而且使聚氨酯工業減少了對石油的依賴，原料成本降低。

利用玉米芯酶解發酵生產燃料乙醇的過程中會產生大量經過酶解后的玉米芯殘渣，如果將這些殘渣作為生產原材料，利用到聚氨酯泡沫的制備中，將會更進一步提高資源的利用率，降低生產成本，節約能源。

富含半纖維素的農副廢棄物玉米芯通過稀酸水解，可得到以木糖為主并含有少量葡萄糖、甘露糖和阿拉伯糖等雜糖的水解液。該水解液經過離子交換、真空濃縮、結晶等凈化過程，即可制得結晶木糖。分離出晶體木糖后的母液中含大量葡萄糖，可以與醇類進行糖基轉移反應制備粗乙二醇葡萄糖苷。實驗證明合成聚氨酯泡沫材料過程中添加乙二醇葡萄糖苷可調節反應速度，使物料有充裕時間混合，反應速度均勻，泡沫穩定，結構致密，不易產生空隙。同時實驗證明，粗制乙二醇葡萄糖苷由于是液態，比固態的純乙二醇葡萄糖苷更方便使用。如果利用木糖生產過程中產生的廢棄雜糖水解液制備粗乙二醇葡萄糖苷，作為助劑添加到用植物多元醇為原料制備的聚氨酯泡沫中，將會在成本增加很小的情況下提高聚氨酯性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種聚氨酯泡沫的制備方法，具體為一種利用經纖維素酶酶解過的玉米芯粉末為原料，添加粗制乙二醇葡萄糖苷制備聚氨酯泡沫的方法，同時為一種提供了一種利用兩種工業生產廢棄物制備聚氨酯泡沫材料的技術方案。

本發明所提供的一種聚氨酯泡沫的制備方法，包括如下步驟：

（1）玉米芯粉在稀硫酸的作用下進行水解反應；在檸檬酸緩沖液中，所述水解反應后的濾渣在纖維素酶的作用下進行酶解反應，抽濾得經酶解的玉米芯殘渣；

（2）所述經酶解的玉米芯殘渣和玉米芯粉的混合物在液化劑和濃硫酸的作用下經液化處理得到液化產物；所述液化劑為聚乙二醇400和丙三醇的混合物；

（3）所述液化產物與穩定劑和催化劑混合后得到黑料；所述穩定劑為硅油或聚二甲基硅氧烷，所述催化劑為二月桂酸二丁基錫與三乙胺的混合物；

（4）乙二醇和無水葡萄糖在磷酸的催化作用下進行反應得到粗乙二醇葡萄糖苷；

（5）異氰酸酯與所述粗乙二醇葡萄糖苷混合后得到白料；

（6）將所述白料與所述黑料在攪拌下混合得到混合物，該混合物經發泡成型即得所述聚氨酯泡沫。

上述的制備方法中，步驟（1）中，所述玉米芯粉的粒徑可為20目~80目，具體可為20目~50目、20目、50目或80目；所述稀硫酸的質量百分含量可為1.2~1.5%，具體可為1.2%~1.4%、1.25%~1.4%、1.2%、1.25%、1.4%或1.5%；

所述水解反應中，所述玉米芯粉與稀硫酸的質量份數比可為1：（8~12），具體可為1：（8~11）、1：（9~10）、1：（11~12）、1：8、1：9、1：10、1：11或1：12，所述水解反應的溫度可為110~130℃，具體可為110~121℃、110℃、121℃或130℃，時間可為1.5~2小時，具體可為1.5~1.8小時、1.5小時、1.8小時或2小時；

所述酶解反應中，所述檸檬酸緩沖液的pH值可為4.5~5.5，如5.0，所述酶解反應的溫度可為48~52℃，如48~51℃、49~52℃、48℃、49℃、51℃或52℃，時間可為22~24小時，具體可為22小時、23小時或24小時；

所述纖維素酶的用量可為750~850U/g所述玉米芯粉，如750~800U/g、750U/g、800U/g或850U/g。