[發明專利]一種高開孔率生物質基硬質聚氨酯泡沫及其制備方法

有效

• 申請號: 201710575690.7
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107353389B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 武玉民;張廣宇;劉月濤;高傳慧;張芹芹
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C08G18/48
• 分類號: C08G18/48;C08J9/08;C08J9/14;A01G24/35;C08G101/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本發明提供一種高開孔率生物基硬質聚氨酯泡沫及其制備方法，按組分重量份數計，聚氨酯泡沫由生物基多元醇混合物100份，多異氰酸酯105?160份，復合催化劑1.05?1.4份，復合發泡劑2?6.5份，勻泡劑1.5?3.0份組成。本發明所得到的產品具有高開孔率，使用的發泡劑不含鹵素，多元醇為生物質基多元醇，更環保，且輔助發泡劑為沸程型物質，使發泡過程更加溫和穩定；本發明聚氨酯泡沫適用于制作花泥等對泡沫開孔率、吸水率要求較高的材料。步驟簡單、操作方便、實用性強。

技術領域

本發明屬于開孔生物質基硬質聚氨酯泡沫領域，特別涉及一種高開孔率生物質基硬質聚氨酯泡沫及其制備方法。

背景技術

通常硬質聚氨酯泡沫是閉孔的，其孔內封閉有作為發泡劑的低沸點物質，如：氯氟烴化合物(例如三氯一氟甲烷，俗稱CFC-11)、二氧化碳等。由于閉孔硬質聚氨酯泡沫的絕熱效果好、密度低、比強度大，因此廣泛應用于冰箱冰柜的箱體絕熱層，建筑物、儲罐及管道保溫材料和仿木材、包裝材料等非絕熱場合。

然而，一些新的應用領域，如花泥等，要求硬質聚氨酯泡沫具有較高的開孔率，從而擁有較高的吸水率。

迄今為止，已經提出了許多開孔硬質聚氨酯泡沫體的制備方法，例如日本專利公開號54-5840或CN 1235622A中所述的方法，其中混合使用具有不同官能度的多種多元醇。

然而，該方法將鹵代烴和少量水一起作為發泡劑使用，或以水為發泡劑，再添加一定量的開孔劑，使部分氣泡壁強度降低，發泡時高溫氣體使部分氣泡壁破裂，制得開孔硬質聚氨酯泡沫。然而，鹵代烴或開孔劑會逸散到環境中，造成環境污染。另外，在先前的技術中鹵代烴與水、開孔劑與水做發泡劑的反應過程中會迅速產生大量的氣體，過程非常劇烈，這使得發泡過程不能穩定進行。

再者，在先前的技術中所使用的混合多元醇多是石油基原料制得，我國石油資源匱乏，嚴重依賴進口，而生物質資源豐富。生物基多元醇混合物的羥值范圍為270-480mgKOH/g，分子量范圍為260-360g/mol，符合硬質聚氨酯泡沫對多元醇原料的要求，將生物基多元醇混合物用作多元醇原料，可以實現生物質資源的高效利用，提高硬質聚氨酯泡沫產業的可持續性。

專利公開號CN 20121025834.8中所述方法制得的用于海底管道接頭的全水開孔硬質聚氨酯泡沫密度大于120kg/m³、開孔率為70％-90％，密度較高。

另外，目前全水發泡是利用水和多異氰酸酯反應生成CO₂，CO₂氣體殘留在泡沫中，起到發泡劑的作用。由于工藝簡單安全，對設備要求低，因此有望成為替代HCFC-141b的一種環保發泡劑。但在實際應用中又存在以下缺陷：CO₂的氣相熱導率高達16.3mW/m·k，制備的泡沫絕熱性能不好；泡沫中的CO₂氣體向外擴散太快，泡沫尺寸穩定性降低；全水發泡體系流動性不好，多消耗異氰酸酯增加生產成本，制備泡沫體發脆，粘結性能不好等問題。

發明內容

為了克服上述不足，本發明提供一種制備高開孔率、高保水性的生物質基硬質聚氨酯泡沫的方法，特別的，它以水為發泡劑，石油醚為輔助發泡劑，以生物質基多元醇混合物為多元醇原料，以穩定的方法進行。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種高開孔率生物質基硬質聚氨酯泡沫，由如下重量份的原料組成：

生物基多元醇混合物100-120份，多異氰酸酯105-160份，復合催化劑1.05-1.4份，復合發泡劑2-6.5份，勻泡劑1.5-3.0份；

所述的復合發泡劑為水和石油醚，其中，石油醚包括兩種沸程30-60℃和60-90℃。