[發明專利]一種利用植物多元醇合成的聚氨酯泡沫材料

有效

• 申請號: 201310611214.8
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103626948A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 程艷玲;鄭兆啟;于水波;張恩祥;華威;李若慧
• 申請（專利權）人: 北京聯合大學生物化學工程學院
• 主分類號: C08G18/32
• 分類號: C08G18/32;C08J9/08;C08G101/00
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉茵

技術領域

本發明涉及以一種植物多元醇合成的聚氨酯硬質泡沫材料，屬于高分子材料領域。

背景技術

在各類聚氨酯制品中，聚氨酯泡沫是最重要的一部分，它的主要特征是多孔性，因而相對密度小，比強度高。聚氨酯泡沫具有優良的物理機械性能、聲學性能、電學性能和耐化學性能，其密度大小及軟硬程度均可以隨著原料和配方的不同而改變。可以直接從單體原料一次加工成聚合物泡沫塑料，省去了聚合、分離、精制、擠出成粒等中間工序。聚氨酯合成時可以通過改變多元醇和異氰酸酯的化學結構、規格、品種等調節配方組合，制出各種性能和用途的終端制品，如導電、導磁、耐高溫、耐磨、阻燃、高回彈、高密度、低密度、高吸水泡沫等材料，應用范圍十分廣泛，特別適合家具、床具、運輸、冷藏、建筑等使用，已經成為不可缺少的材料之一。

以廉價易得的生物質這種可再生能源為原料，通過一定的技術條件液化后，得到含有羥基的液態物質，將其替代石化產品得到的聚醚或聚酯多元醇，合成具有各種性能的聚氨酯泡沫材料成為當前聚氨酯工業研究的熱點之一。植物多元醇具有液化壓力為常壓、反應溫度較低、反應速度快、經簡單處理后即可用作合成聚氨酯泡沫等優點。但液化催化劑濃硫酸濃度較高腐蝕設備及污染環境；液化時間較長；未經處理的液化多元醇直接合成聚氨酯泡沫的性能差等問題。因此尋找廉價的液化劑、低濃度的液化催化劑、簡單的處理方式以降低液化成本，提高聚氨酯泡沫性能是生物質基聚氨酯泡沫工藝迫切需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種降低液化成本，合成性能良好的植物多元醇聚氨酯泡沫材料。

為實現上述目的，本發明包括如下技術方案：

一種利用植物多元醇合成的聚氨酯泡沫材料，該材料是以榨出甜菜汁剩余的甜菜渣為原料，按以下步驟制備的：

1)將甜菜渣粉碎篩分取20-80目；

2)將100～160重量份的乙二醇/碳酸乙烯酯按1/11-9/1的比例配制的液化溶劑加入反應器，并加入液化催化劑，隨后加入20重量份步驟1)制備的粉碎的甜菜渣，微波加熱至130℃-150℃，反應40-60min，反應結束后立即用冷水冷卻，得到液化產物；

3)取100重量份步驟2)獲得的液化產物、0.05-0.15重量份的發泡劑、0.4-0.6重量份二月桂酸二丁基錫、0.4-0.6重量份三乙醇胺、0.45-0.8重量份硅油加入紙杯中，在1100-1300r/min轉速下攪拌50-70s，再加入100重量份二苯基甲烷二異氰酸酯，以1100-1300r/min轉速攪拌至混合物出現乳白色，倒入不銹鋼模具中，在室溫下發泡10-360s，待發泡結束放置50-60℃下熟化4-6h，制得聚氨酯硬質泡沫材料。

如上所述的聚氨酯泡沫材料，優選地，所述步驟2)中液化催化劑為4.5-5.4重量份濃度為98％的濃硫酸。

如上所述的聚氨酯泡沫材料，優選地，所述步驟3)中發泡劑是水。

如上所述的聚氨酯泡沫材料，優選地，所述材料是按以下步驟制備的：

將90重量份碳酸乙烯酯、30重量份乙二醇以及5.4重量份濃度為98％硫酸加入反應容器內，攪拌均勻，加入20重量份20-80目甜菜渣，微波升溫至150℃，反應50min，取出后立即用冷水冷卻；

取100重量份處理后的液化產物于紙杯中，同時加入0.05重量份的水、0.5重量份二月桂酸二丁基錫、0.48重量份三乙醇胺以及0.51重量份硅油，在1200r/min轉速下攪拌60s，再加入100重量份的二苯基甲烷二異氰酸酯，在1200r/min轉速下攪拌30s后迅速倒入模具中，自然發泡6min，脫模，放置50℃下熟化4h。

如上所述的聚氨酯泡沫材料，優選地，所述材料是按以下步驟制備的：

將100重量份碳酸乙烯酯、20重量份乙二醇以及5.4重量份濃度為98％硫酸加入反應容器內，攪拌均勻，加入20重量份20-80目甜菜渣，微波升溫至140℃，反應60min，取出后立即用冷水冷卻；

取出100重量份上述液化產物，同時加入0.08重量份的水、0.52重量份二月桂酸二丁基錫、0.52重量份三乙醇胺以及0.48重量份硅油，在1200r/min轉速下攪拌60s，再加入100重量份的MDI，在1200r/min轉速下攪拌20s后迅速倒入模具中，自然發泡30s，脫模，放置50℃下熟化3h。

如上所述的聚氨酯泡沫材料，優選地，所述材料是按以下步驟制備的：