[發明專利]一種半纖維素基聚氨酯硬泡及其制備方法

有效

• 申請號: 201810149953.2
• 申請日: 2018-02-13
• 公開（公告）號: CN108329449B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 朱新寶;朱喻婷;余敏;尹佳偉;李非凡;奚洋;賈正仁;周樂群;張益軍;陳慕華;張小祥;王金祥;王芳;張宇陽;楊洋
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: C08G18/48
• 分類號: C08G18/48;C08J9/14;C08J9/08;C08K5/50;C08G65/28;C08G101/00
• 代理公司: 南京申云知識產權代理事務所(普通合伙) 32274
• 代理人: 邱興天

本發明公開了一種半纖維素聚氨酯硬泡及其制備方法，所述的半纖維素聚氨酯硬泡，在其制備原料中含有半纖維素聚醚；所述的半纖維素聚醚，以粘膠纖維回收的半纖維素和多元醇為復合起始劑，在溶劑、胺類或堿金屬類催化劑作用下，與環氧丙烷或環氧丙烷與環氧乙烷混合物進行嵌段或無規共聚而制得。本發明采用半纖維素聚醚多元醇替代部分4110A，可降低PU硬泡成本，提高PU硬泡品質，并實現了半纖維素廢棄物的高效利用，大大降低了粘膠纖維生產的半纖維素廢棄物對環境的污染，符合綠色化學的理念。

技術領域

本發明屬新材料技術領域，具體涉及一種半纖維素聚氨酯硬泡及其制備方法。

背景技術

聚氨酯泡沫塑料是僅次于聚烯烴、聚氯乙烯和聚苯乙烯的世界第四位的新型合成材料。硬質聚氨酯泡沫塑料具有優良的保溫、防水、抗沖擊、抗風壓等性能，采用噴涂、澆注、板材貼面等多種施工形式，在冰箱、冷庫、集裝箱等制冷裝置的絕熱保冷、空調管道的絕熱保冷、太陽能、墻體的絕熱保溫、供熱管道的絕熱等領域具有廣泛的應用。在聚氨酯工業中，硬質聚氨酯泡沫塑料約占30％的比例，其中用量最大的領域是絕熱保溫領域，占硬質聚氨酯泡沫塑料的50％以上。

聚氨酯硬質泡沫由硬泡聚醚多元醇(硬泡組合聚醚，又稱白料)，與多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI)或二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)(又稱黑料)反應制得。按組合聚醚種類分為氟體系硬泡聚醚多元醇、環戊烷體系硬泡聚醚多元醇、全水體系硬泡聚醚多元醇。按照使用領域分為仿木聚醚、家電聚醚、管道聚醚、板材聚醚等。其中仿木聚醚主要用于仿木材產品，家電聚醚主要用于冰箱、冷柜等家用電器保溫，管道聚醚主要用于石油、供熱管道的保溫，板材聚醚主要用于制備冷庫外墻保溫板產品。

聚醚多元醇(PPG)是聚氨酯泡沫的主要原料之一，由起始劑(具有活潑氫基團的化合物)與環氧化合物(環氧乙烷、環氧丙烷)經過加成聚合反應制得。目前使用較多的起始劑包括蔗糖、甘油、甘露醇、山梨醇、一乙醇胺、二乙醇胺等。通過加入活潑氫基團數目不同的起始劑得到聚醚多元醇的官能度有很大不同；在聚氨酯制品的實際應用中，通常會加入幾種不同官能度的聚醚多元醇混合使用。

張子忠等以蔗糖為起始劑，少量水為輔助起始劑，在KOH作用下與PO聚合生成JH-475PPG。采用有機酸中和粗聚醚，使生成的有機鹽溶解于物料中，避免了脫水、過濾等工序，縮短了生產周期，同時無廢渣排放，增加了環保效益。

龔彥文等以蔗糖、丙二醇為起始劑，加入少量純水和氫氧化鉀，與PO反應，反應聚合初始溫度可控制低一些，為80～90℃，再逐步提高反應溫度到100～110℃。在反應開始階段，通過控制聚醚的反應速率，促使起始劑與PO充分反應，隨著反應的進行，再適度提高聚醚的反應速度。在此條件下制備的低黏度高官能度硬泡PPG用磷酸中和、脫水、吸附劑吸附、過濾等工序得到合格的PPG。

張雪旺等以蔗糖和甘油為混合起始劑與PO在固體KOH催化劑催化作用下合成具有較高活性的蔗糖型聚醚多元醇。該反應蔗糖與甘油的摩爾配比為1:1，先在95℃下預溶解1h，然后通入PO至反應完全。將制得的粗聚醚進行后處理，加入一定量水升溫到80℃后，再加入草酸進行中和、活性炭吸附、過濾、脫水等工序得到合格的PPG。

張質忠等以淀粉醇解過程中廢棄的母液為主起始劑，甘油為共起始劑，少量水為輔助起始劑，在KOH作用下與PO聚合生成JH-400PPG。反應物中少量的水與PO反應生成二元醇醚，降低了產品的粘度、增加了泡沫制品的韌性、增加了產品的收率、降低了成本。

孔壯等使用淀粉醇解過程中廢棄母液為主起始劑，甘油和微量的水為輔助起始劑，在KOH催化作用下與PO反應生成新型JH-400聚醚。微量的水與環氧丙烷反應生成小分子醇醚，使得產品粘度減少，泡沫的柔韌性上升，產率提高，成本隨之減少。