[發明專利]一種可循環加工的熱固性木質素基聚氨酯彈性體及其制備方法

在審

• 申請號: 201811189140.2
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN109485824A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 邱學青;劉偉峰;王圣諭;楊東杰;黃錦浩;樓宏銘
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08G18/64
• 分類號: C08G18/64;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/66;C08G18/73;C08G18/76;C08H7/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

本發明屬于聚氨酯彈性體技術領域，公開了一種可循環加工的熱固性木質素基聚氨酯彈性體及其制備方法。本發明可循環加工的熱固性木質素基聚氨酯彈性體以包括部分解聚的木質素為原料，與聚氨酯預聚物反應得到；所述部分解聚的木質素由包括以下方法制備得到：把木質素溶于堿液中，濃度為1～30wt％，140～280℃、0.4～2.0MPa的條件下蒸煮1～10h進行解聚，得到部分解聚的木質素。本發明中使用部分解聚的木質素制備聚氨酯彈性體，與聚氨酯基體間的相容性更好，且具有增強效果，并賦予了聚氨酯彈性體優良的抗紫外輻射與抗老化性能；克服了傳統木質素基聚氨酯彈性體無法多次循環加工的問題，材料多次加工后，性能基本保持不變。

技術領域

本發明屬于聚氨酯彈性體技術領域，特別涉及一種可循環加工的熱固性木質素基聚氨酯彈性體及其制備方法。

背景技術

聚氨酯彈性體因其優異的物理和化學性能，如強度高、耐化學腐蝕、耐高低溫、易于加工等，在鞋材、電纜、汽車配件、醫療器材等許多領域應用廣泛。合成聚氨酯的主要原料為異氰酸酯和多元醇，目前用于合成聚氨酯的多元醇主要來源于石油等化石資源。由于石油資源緊缺，環境污染日益嚴重，尋找可再生資源替代石化多元醇成為聚氨酯材料可持續發展的關鍵。木質素作為一種廉價的天然綠色高分子化合物，含有較多羥基，可以部分替代多元醇用于合成聚氨酯彈性體。將木質素引入聚氨酯彈性體中還可以提高彈性體耐老化、耐光解性能，并提高熱穩定性等。

專利CN101845146A公布了一種酶解木質素液化制備多元醇的方法，并將所制備的多元醇用于合成聚氨酯彈性體。液化后的木質素分子量減小，反應活性有所增加，但是多元醇組分的羥值也隨之增大，所合成的聚氨酯彈性體交聯程度更高，不能實現循環加工使用。

專利CN1314426A公布了一種改性聚氨酯彈性體材料及其制備方法。該方法中，將硝化木質素、蓖麻油型聚氨酯預聚物、1,4-丁二醇溶于四氫呋喃后混合，在一定條件下固化得到聚氨酯膜材料。所制備的材料強度和彈性都有所提高，但是所合成的彈性體是熱固性材料，缺少循環加工性能。

目前，所報道的木質素基聚氨酯彈性體皆為熱固性材料，無法循環加工使用。由于木質素羥值較高，合成的聚氨酯彈性體交聯程度較高，不能進行多次加工利用。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種可循環加工的熱固性木質素基聚氨酯彈性體。本發明制備的彈性體強度較高，韌性好，并且具有良好的耐溶劑，耐高溫性能，可以循環加工利用，克服了傳統木質素基聚氨酯彈性體產品強度較低、不可以循環加工利用的問題。

本發明另一目的在于提供一種上述可循環加工的熱固性木質素基聚氨酯彈性體的制備方法。

本發明的目的通過下述方案實現：

一種可循環加工的熱固性木質素基聚氨酯彈性體，以包括部分解聚的木質素為原料，與聚氨酯預聚物反應得到。

所述反應的條件優選為60～90℃下反應。

所述反應后，可通過烘干(除去溶劑)、130～180℃熱壓成型得到熱固性木質素基聚氨酯彈性體。

所述部分解聚的木質素由包括以下方法制備得到：把木質素溶于堿液中，濃度為1～30wt％，140～280℃、0.4～2.0MPa的條件下蒸煮1～10h進行解聚，得到部分解聚的木質素。

所述解聚后體系可通過加入鹽酸調節pH2～4析出，分離，洗滌后得到產物。

所述堿液的濃度優選為1～3mol/L。所述堿液可為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液等。

所述的木質素可為但不限于造紙工業中堿法制漿所得到的副產物堿木質素，或木質纖維素發酵制乙醇提取的酶解木質素，或有機溶劑法從木質纖維素中提取的有機溶劑木質素中的至少一種。