[发明专利]利用大豆油制备硬质聚氨酯泡沫塑料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备硬质聚氨酸泡沫塑料的方法，尤其是一种利用大豆油制备硬质聚氨酯泡沫塑料的方法。 

背景技术

聚氨酯(PU)泡沬塑料由于具有优异的绝热性能，良好的可塑性和加工性能，广泛应用于家用冰箱、冰柜，建筑保温等行业；它是由组合聚醚(酯)多元醇(白料)，异氰酸酯(黑料)，在水的作用下，通过化学反应而形成的泡沫制品。在PU泡沫塑料制备中常用的多元醇聚合物有聚醚多元醇、聚酯多元醇。聚醚(酯)多元醇是制备PU泡沫塑料的主要原料。 

随着全球经济的快速发展，全球对包括上述聚醚(酯)多元醇等所有多元醇的需求量都在快速增长。目前，大部分合成高分子材料都以石油为原料，石油属于不可再生资源，而且其废弃物难以降解，给环境带来严重的问题。为此，天然高分子材料的应用已引起人们的注意和重视。当前，人类对环境越来越关注，并希望減少对日益短缺的石油的依赖性，绿色、环保、经济、温和的植物油多元醇的开发，已经成为多元醇开发的一个重要方向和研究开发的重要课题，尤其是制备具有资源可再生、环保等特点的植物油基多元醇，正在越来越多地受到关注、重视和应用。 

有人利用菜籽油制备的生物基多元醇来制备硬质聚氨酯泡沫塑料(CN1844183A；CN1837181A；CN1907944A；CN1837180A)。菜籽油属于不饱和脂肪酸甘油酯，其主要成份是油酸、亚油酸、花生烯酸、芥酸，但由于其含双键数目较少，制成环氧化菜籽油后的环氧值比较低，一般环氧菜籽油的环氧值为5.21-5.8(CN1844183A)，在一定条件下通过环氧化反应、开环反应、醇解反应及系列深加工后，得到多官能度的羟基化合物的羟值较低，从而其调节性和发泡性能较差。 

大豆油是一种可再生的资源，大豆油的化学结构式如下： 

粗品大豆油约含质量分数为95％-97％的三脂肪酸甘油酯(由饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸组成)，其中饱和脂肪酸约占15％(质量分数)，不饱和脂肪酸约占85％(质量分数)。在豆油组成中亚油酸的含量最高，约占总量的50％(质量分数)，亚油酸含有两个双键，对官能化作用最敏感，极易氧化为油酸；油酸次之，约占总量的25％(质量分数)，含有一个双键。在一定条件下，大豆油可通过环氧化得到环氧大豆油。虽然环氧大豆油的生产目前已经工业化，但其主要用途只局限于作为聚氯乙烯、硫化橡胶的增塑剂。近年来国外也有对大豆油功能化的改性研究，他们将大豆油环氧化后，再引入羟基制备聚氨酯泡沫塑料(1.J.Appl.Polym.Sci.，2000，77，467-473，2.J.Polym.Sci.，partA-Polym.Chem 2000，38，4062-4069)；也有以环氧大豆油为原料制备纤维增强复合材料(1.J.Appl.Polym.Sci.，2000，77，467-473；2.Composite Sructares 2004，63，47-57)；国内有报道利用环氧大豆油(ESO)为原料经丙烯酸酯化后，功能化改性而成为树脂基体(AESO)，再发泡成型，制备出高分子泡沫塑料(1.中国塑料，2006，20(5)，59-63；2.材料报导，2006，20(4)，49-52；3.现代化工，2006，26(12)，30-35)；但还没有人利用环氧大豆油制备生物基多元醇，以及从环氧大豆油出发制备聚酯多元醇，以此为基本原料与MDI反应来制备硬质聚氨酯泡沫塑料的报道。 

下面是各种天然植物油的双键含量及其环氧化后的理论环氧值： 

天然植物油名称   碘值[gI₂/100g]   双键(％)      理论环氧化值(％) 

亚麻仁油         170-204          0.670-0.800    9.67-11.9 

大豆油           120-141          0.474-0.556    7.03-8.16 

玉米油           102-128          0.406-0.504    6.09-7.4 

棉籽油           99-113           0.390-0.445    5.87-6.65 

菜籽油           97-108           0.382-0.426    5.76-6.37 

发明内容

本发明的目的是提供一种利用大豆油制备硬质聚氨酯泡沫塑料的方法。 

本发明的技术方案为：一种利用大豆油制备硬质聚氨酯泡沫塑料的方法，包括如下步骤：