一種制備木質素型聚氨酯泡沫材料的方法
【專利摘要】本發明涉及一種木質素聚氨酯泡沫的制備方法。通過一步法將改性后的木質素經超聲分散溶解于聚醚多元醇，最后與異氰酸酯等原料復配，得到木質素型聚氨酯發泡材料。本發明所用的木質素反應活性較高，所用的聚醚多元醇既可作為溶劑，又可參與合成反應，對木質素具有良好的溶解性，整個制備過程工藝簡單，綠色環保，由于木質素廉價易得，降低了聚氨酯泡沫產品的成本。
【專利說明】一種制備木質素型聚氨酯泡沬材料的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種制備木質素型聚氨酯泡沫材料的方法，具體涉及通過一步發泡工藝合成木質素含量不同的木質素型聚氨酯泡沫的方法。
【背景技術】
[0002]聚氨酯泡沫由多元醇和多異氰酸酯在催化劑和發泡劑的作用下縮聚、發泡而形成的。木質素因其改性后含有豐富的羥基含量，可以代替一部分聚醚多元醇參與到反應中去，從而可代替多元醇與多異氰酸酯進行縮聚。在聚氨酯領域，很多研究者利用利用木質素或改性木質素溶解于溶劑并與多元醇混合，在催化劑的作用下生成木質素型聚氨酯，此方法無論是從原料的利用率還是材料的機械強度都有很大的提高，對聚氨酯產業起到很大的作用。木質素是一類含有豐富的醇羥基和酚羥基的天然的高分子化合物，是植物中的第二大組成部分。近年來，隨著環境污染和化工原料的緊缺，木質素因其自身的分子結構，而且是可再生的，具有無污染可降解的特點，木質素被廣泛的用在聚氨酯等高分子的領域中。由于木質素分子中含有羥基基團，可以作為一種醇類和聚氨酯中的主反應物異氰酸酯作用，代替一部分聚醚多元醇，參與到反應中來，這樣不但可以提高聚氨酯的性能，而且節省聚醚多元醇的用量，降低成本，木質素在聚氨酯中的作用主要是交聯和填充的作用。專利CN1651478公開了一種高沸醇木質素聚氨酯的制備的方法，具體步驟是將高沸醇木質素或高沸醇木質素衍生物溶于有機溶劑，再與多元醇或多元醇的溶液混合，通過加熱或攪拌使它完全混合均勻，然后再加入一定量的多異氰酸酯，加熱使它們反應，再加入其他改性添加劑或填料，適當加熱使之反應完全。專利CN101696261A公開了一種木質素聚氨酯及其制備方法，該方法包括步驟:將秸桿生產燃料乙醇的殘渣中用氫氧化鈉抽提分離出的木質素用有機溶劑溶解，除去殘渣后用水沉淀，分離木質素，并用環氧化物進行改性，再溶解于多元醇，最后與異氰酸酯等原料復配，得到聚氨酯材料。專利CN1958636 —種酶解木質素聚氨酯的原料配方及其制備方法， 具體步驟為將酶解木質素或其衍生物溶于有機溶劑再與多元醇或多元醇與有機溶劑的混合液混合，加熱或攪拌混合均勻再加入異氰酸酯加熱，加入常用的改性添加劑或填料，加熱使反應完全減壓蒸出溶劑得棕色固體，水洗烘干得酶解木質素聚氨酯。專利CN103183801A公開了 CIMV小麥秸桿木質素聚氨酯薄膜的制備方法，具體步驟為:CMV小麥秸桿木質素和聚醚多元醇的混合；CMV小麥秸桿木質素聚氨酯薄膜的形成；CIMV小麥稻桿木質素聚氨酯薄膜的熟化。專利CN1406258公開了一種聚氨酯泡沫材料及其制造方法，采用此方法聚氨酯泡沫具有優良的耐壓縮變定性，該可熱成型的聚氨酯泡沫材料在負荷下具有優良耐壓縮變定性和形狀保持性。
[0003]以上專利中，大部分專利利用有機溶劑溶解木質素制備木質素聚氨酯材料，未見公開制備木質素型聚氨酯泡沫的專利。
【發明內容】
[0004]為實現本發明所提供的技術方案是:[0005](I)白料的制備
[0006]首先稱取一定量的聚醚多元醇，然后加入改性后的木質素O~lg，超聲分散，依次加入發泡劑0.45~0.75，泡沫穩定劑0.3g，然后加入催化劑0.03~0.13g，充分混合均勻，即白料的配制。
[0007](2)稱取一定量的異氰酸酯(MDI)，即黑料。
[0008](3)在通風櫥中將步驟⑴和步驟(2)的白料和黑料混合，不斷攪拌，直至混合液體出現乳白現象，停止攪拌，觀察發泡過程，直至不再發泡為止。
[0009]為更好理解本發明，下面結合實施例對本發明做進一步地詳細說明，但是本發明要求保護的范圍并不局限于實施例表示的范圍。
[0010]實施例1:
[0011](I)白料的制備
[0012]首先稱取一定量的聚醚多元醇，然后加入改性后的木質素0.5g，超聲分散，依次加入發泡劑0.45g，泡沫穩定劑0.3g，然后加入催化劑0.08g，充分混合均勻，即白料的配制。
[0013](2)稱取21g的異氰酸酯(MDI)，即黑料。
[0014](3)在通風櫥中將 步驟⑴和步驟(2)的白料和黑料混合，不斷攪拌，直至混合液體出現乳白現象，停止攪拌，觀察發泡過程，直至不再發泡為止。發泡時間為4min25s，發泡倍數為39倍。
[0015]實施例2:改變催化劑的用量為0.03g，其他步驟同實施例1，得到木質素型聚氨酯泡沫材料的發泡時間3min34s，發泡倍數41倍。
[0016]實施例3:改變發泡劑的用量為0.60g，其他步驟同實施例1，得到木質素型聚氨酯泡沫材料的發泡時間3min56s，發泡倍數20倍。
[0017]實施例4:改變木質素的用量為lg，其他步驟同實施例1，得到木質素型聚氨酯泡沫的發泡時間3min3s，發泡倍數40倍。
【權利要求】
1.一種制備木質素型聚氨酯泡沫材料的方法，具體步驟如下: (1)白料的制備 稱取一定量的聚醚多元醇，然后加入改性后的木質素O~lg，超聲分散，依次加入發泡劑0.45~0.75，泡沫穩定劑0.3g，然后加入催化劑0.03~0.13g，充分混合均勻，即白料的配制； (2)稱取一定量的異氰酸酯(MDI)，即黑料； (3)在通風櫥中將步驟(1)和步驟(2)的白料和黑料混合，不斷攪拌，直至混合液體出現乳白現象，停止攪拌，觀察發泡過程，直至不再發泡為止。
2.一種如權利要求1所述的一種制備木質素型聚氨酯泡沫材料的方法，其特征在于:木質素可以是堿木質素、酸性木質素、醇解木質素。
3.—種如權利要求1所述的一種制備木質素型聚氨酯泡沫材料的方法，其特征在于:發泡劑可以是水、環戊烷、正丁烷、異戊烷、氫化氟烷烴等發泡劑。
4.一種如權利要求1所述的一種制備木質素型聚氨酯泡沫材料的方法，其特征在于:催化劑可以是二月硅酸二丁基錫、三乙烯二胺、N，N- 二甲基環己胺DMCHA等催化劑。
【文檔編號】C08G18/64GK103665300SQ201310655818
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月5日 優先權日:2013年12月5日
【發明者】曲玉寧 申請人:天津工業大學