[發(fā)明專利]一種由粗甘油生物基多元醇制備的阻燃聚氨酯保溫材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010110160.7
• 申請(qǐng)日: 2020-02-23
• 公開（公告）號(hào): CN111171270B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常春;劉利威;李攀;方書起;陳俊英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G18/66
• 分類號(hào): C08G18/66;C08G18/64;C08G18/48;C08G18/32;C08K5/521;C08K7/24;C08J9/14;C08G101/00;C08L75/08
• 代理公司: 鄭州立格知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41126
• 代理人: 李紅衛(wèi)

本發(fā)明屬于工農(nóng)廢物再利用領(lǐng)域，具體涉及一種由粗甘油生物基多元醇制備的阻燃聚氨酯保溫材料，由質(zhì)量比為1∶2~5的生物基多元醇與聚醚多元醇混合，并加入阻燃劑、發(fā)泡劑、催化劑混合物、硅油、PMDI制得；所述生物基多元醇由以下組分及質(zhì)量比構(gòu)成，秸稈∶粗甘油∶堿催化劑∶脂肪酸=1∶5~20∶0.05~2∶0.5~8。本發(fā)明以來源廣泛的粗甘油和秸稈作為主要原料，采用簡(jiǎn)便的工藝合成出低成本生物基多元醇，進(jìn)一步制備出具有良好阻燃保溫性能的聚氨酯材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工農(nóng)廢物再利用領(lǐng)域，具體涉及一種由粗甘油生物基多元醇制備阻燃聚氨酯保溫材料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚氨酯是由多元醇（聚醚或聚酯）與異氰酸酯縮聚而成的高分子材料。隨著人們對(duì)資源與環(huán)境問題的日益重視，為了減少化石資源的過度使用，開發(fā)可替代石油基多元醇的生物基多元醇備受關(guān)注。粗甘油作為生物質(zhì)能源—生物柴油加工產(chǎn)生的副產(chǎn)物，是一種具有廣泛應(yīng)用潛力的新型生物質(zhì)資源。此外，秸稈也是我國數(shù)量巨大的一類農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源。將這些生物質(zhì)資源用于生物基多元醇的制備，對(duì)生物基聚氨酯材料的開發(fā)與應(yīng)用具有十分重要的意義。

粗甘油通常需要精制后才能作為多元醇合成原料。專利10139205 A公開了一種利用生物柴油副產(chǎn)物粗甘油與氧化烯烴反應(yīng)制備聚醚多元醇的方法，該方法中需要將粗甘油需行精制，然后與石油基原料合成多元醇。專利CN101186559A和CN101186560A公布了利用秸稈為原料制備多元醇的方法，采用有機(jī)溶劑（如甘油/乙二醇），硫酸為催化劑，通過將秸稈液化得到多元醇。上述方法所用的溶劑價(jià)格較高，使用的甘油均需要精制后才能應(yīng)用。本發(fā)明提出直接使用無需精制的粗甘油作為溶劑進(jìn)行秸稈液化，液化產(chǎn)物通過進(jìn)一步與工業(yè)脂肪酸合成出生物基多元醇，并應(yīng)用于阻燃聚氨酯保溫材料的制備。該發(fā)明所需的生物質(zhì)原料來源廣泛，無需提純精制，合成工藝簡(jiǎn)單，有效降低了生物基多元醇的制備成本，所制備的阻燃聚氨酯保溫材料性能良好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種由粗甘油生物基多元醇制備的阻燃聚氨酯保溫材料，同時(shí)提供其制備方法是本發(fā)明的又一目的。該方法以來源廣泛的粗甘油和秸稈作為主要原料，采用簡(jiǎn)便的工藝合成出低成本生物基多元醇，進(jìn)一步制備出具有良好阻燃保溫性能的聚氨酯材料，為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種由粗甘油生物基多元醇制備的阻燃聚氨酯保溫材料，由質(zhì)量比為1∶2~5的生物基多元醇與聚醚多元醇混合，并加入阻燃劑、發(fā)泡劑、催化劑混合物、硅油、PMDI制得；所述生物基多元醇由以下組分及質(zhì)量比構(gòu)成，秸稈∶粗甘油∶堿催化劑∶脂肪酸=1∶5~20∶0.05~2∶0.5~8。

所述秸稈為小麥秸稈或玉米秸稈。

所述粗甘油為生物柴油生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的未提煉粗甘油。

所述堿催化劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀。

所述脂肪酸為工業(yè)級(jí)脂肪酸。

所述聚醚多元醇為聚醚4110。

所述阻燃劑、發(fā)泡劑、催化劑混合物、硅油的加入量分別為多元醇總質(zhì)量的20~30%、20~40%、1~4%、1~4%，PMDI的加入量根據(jù)異氰酸酯指數(shù)1.2計(jì)。

所述阻燃劑為甲基磷酸二甲酯與膨脹石墨混合物，甲基磷酸二甲酯與膨脹石墨的質(zhì)量比為1∶0.5~2。

所述的發(fā)泡劑為HCFC-141b，所述的催化劑由質(zhì)量比為1∶1~3三乙烯二胺和二丁基錫二月桂酸酯組成，所述硅油為AK8805，所述PMDI為粗二苯基甲烷-4，4二異氰酸酯。

一種由粗甘油生物基多元醇制備的阻燃聚氨酯保溫材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、按配比將粗甘油與秸稈混合均勻后，加入堿催化劑，在180~240 ℃下加熱攪拌1~5 h，然后加入脂肪酸繼續(xù)反應(yīng)2~10 h，減壓蒸餾去除副產(chǎn)物水后，得到液化生物基多元醇;