[发明专利]一种含有植物油渣的生物质基聚氨酯泡沫及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工高分子领域，具体涉及一种含有植物油渣的生物质基聚氨酯泡沫及其制备方法。

背景技术

聚氨酯泡沫作为一类高分子材料，因其具有相对密度小、比强度高、优良的热学特性和良好的加工性能，已广泛应用于交通运输、家具、床具、建筑和绝热等各个领域。近年来，聚氨酯泡沫材料又在农业、医药卫生、三废治理、节能、宇宙飞行、国防军事等领域开辟了新的用途，成为材料中应用范围最广的品种之一。根据所用的原料不同和配方的变化，可制成软质、半硬质和硬质聚氨酯泡沫材料等几种。

目前制备聚氨酯泡沫材料的原料主要来自石化产品，然而石油资源日趋枯竭和石油价格一路飙升，这都严重影响了聚氨酯工业的发展。并且，废弃的聚氨酯泡沫材料难以降解，对环境造成了严重影响。因此，环保、可生物降解的新型聚氨酯泡沫材料越来越受到人们的重视，也是最近关注的重点和热点。中国专利CN101250329A公开了一种作物秸秆-聚氨酯泡沫复合材料，在常规聚氨酯泡沫中加入了作物秸秆，得到的复合材料不仅保留聚氨酯泡沫的性能，还能有效利用生物资源，利于环境保护。中国专利CN 102206320A公开了一种生物质基聚氨酯泡沫，其中的生物质为作物秸秆和工业木质素的液化产物。

发明内容

为克服现有聚氨酯泡沫材料原料对石化产品的依赖，进一步降低原料成本，并减轻环境压力，本发明的目的是提供一种含有植物油渣的生物质基聚氨酯泡沫。

本发明的另一目的是提供所述含有植物油渣的生物质基聚氨酯泡沫的制备方法。

所述含有植物油渣的生物质基聚氨酯泡沫由以下重量份的成分组成：

生物质液化物  50～65份；

催化剂        0.4～0.6份；

泡沫稳定剂    0.5～0.65份；

植物油渣      5～10份；

异氰酸酯      50～75份。

所述催化剂为胺类催化剂和金属类催化剂的混合物。

所述胺类催化剂选自N，N-二甲基环己胺、三乙醇胺、三乙胺、N，N-二甲基乙醇胺中的一种或多种；所述金属类催化剂选自辛酸亚锡、醋酸钾、二丁基锡月桂酸酯中的一种或多种。

优选地，所述催化剂按重量由0.1～0.5份二丁基锡二月桂酸酯和0.1～0.3份三乙胺组成。

所述泡沫稳定剂选自甲基硅油、吐温-80、吐温-60、硅油中的一种或多种。

所述植物油渣选自菜籽油渣、大豆油渣中的一种或多种。

所述异氰酸酯选自多亚甲基多苯基异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种。

本发明优选多亚甲基多苯基异氰酸酯(PAPI)，为深棕色液体，官能度为2.6～2.7，异氰酸根含量为30.5％～32.0％，闪点为230℃，燃点为245℃牌号PM-200。

所述生物质液化物选自玉米秸秆、稻草秸秆、玉米芯、棉花秸秆、大豆秸秆中一种或多种的液化物。

所述生物质液化物可按照现有技术制备，如中国专利CN102206320A公开的制备方法，也可按照以下方法制备，所述生物质液化物的制备包括以下步骤：

(1)将废弃的生物质粉碎至20目以下，干燥至恒重；

(2)将160～200重量份的液化溶剂和3～8份的液化催化混合均匀，加热至150℃～180℃；

(3)将50～80份粉碎后的生物质加入其中，搅拌反应30～100min，反应结束后冷却，中和所述液化物中的酸，除去水分即得。

其中，步骤(1)所述液化溶剂选自聚乙二醇、丙三醇、碳酸乙烯酯、乙二醇中的一种或多种，优选重量比为聚乙二醇400∶丙三醇＝2～4∶1的混合液化溶剂；所述液化催化剂为浓盐酸或浓度98％的浓硫酸。

所述步骤(3)中，加入4～10份MgO中和所述液化物中的酸，然后在100～150℃下放置10～15h除去水分。

本发明提供的含有植物油渣的生物质基聚氨酯泡沫的制备方法，包括以下步骤：

(1)依次将生物质液化物、催化剂、泡沫稳定剂及植物油渣加入到反应器中，搅拌混合均匀；

(2)再将异氰酸酯加入到反应器中，搅拌至乳白色泛起，倒入模具中发泡20～100s；

(3)发泡结束后，在20～100℃下熟化15～30h，即得所述聚氨酯泡沫。