[发明专利]一种增强型玉米芯基聚氨酯泡沫材料的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于材料化工领域，涉及玉米芯液化产物制备生物可降解增强型聚氨酯泡沫材料。

背景技术

随着石化能源的日益枯竭，废弃的高分子材料等对环境造成的严重污染，限制了以石化产品为原料的聚氨酯工业的发展。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与关注。目前，世界很多地区处理农业废弃物等生物质资源的方法是焚烧，这不仅未合理利用资源，还对环境和土壤造成了污染。而生物质基聚氨酯泡沫材料既缓和了能源短缺的矛盾，且不会对环境造成污染，同时能充分利用废弃的生物质资源。

目前，生物质基聚氨酯泡沫压缩强度等主要力学性能不是很理想，需要改进。而增强玉米芯基聚氨酯泡沫材料是通过辅料的加入，使其物理性能得到明显改善的生物可降解聚氨酯泡沫材料。得到的泡沫材料不仅压缩强度得到显著的提高，而且制造成本也有相对的大幅降低。

玻璃纤维粉是将专门拉制的连续玻璃纤维原丝经短切、研磨筛分而成，作为填充增强材料被广泛应用于各种热固性树脂和热塑性树脂。玻璃纤维粉作为填充材料以提高制品硬度、抗压强度，降低制品收缩率、磨痕宽度、磨耗、生产成本。因此，它具有广阔的市场前景和重要的工业应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备增强型的玉米芯基聚氨酯泡沫材料的工艺方法，且能降低它的生产成本。

一种增强型玉米芯基聚氨酯泡沫材料的制造方法，主要包括以下步骤：

1)按质量份数计，将200～300份液化剂、6～13份液化催化剂加入反应器，加热至140～170℃，然后加入50～65份粉碎的玉米芯、搅拌反应30～150min，反应结束后用冷水冷却，得到玉米芯液化产物；

2)将玉米芯液化产物用MgO中和至中性，然后在100～110℃下放置10～15h，以除去水分；

3)按质量份数计，取45～55份经步骤2)处理的液化产物，加入0.46～0.55份的催化剂和0.45～0.55份泡沫稳定剂，混合均匀，然后将玻璃纤维粉加入其中，搅拌均匀；再加入45～60份多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)，搅拌直至出现乳白，倒入模具中，在室温下静置发泡，待发泡结束放置50～70℃下熟化6～15h，再在室温下放置20小时以上，充分熟化，制得增强型玉米芯基聚氨酯泡沫材料。

在步骤1)之前还包括预处理玉米芯：将玉米芯粉碎至20～80目，在100～110℃下干燥至恒重。

步骤(1)所述液化剂优选聚乙二醇400和丙三醇的混合溶剂，其中，聚乙二醇400和丙三醇的重量比为(2～4)∶1；所述液化催化剂为浓盐酸或浓硫酸，优选质量分数为98％的浓硫酸。

步骤2)中玉米芯液化产物与MgO的质量比为300∶(6～9)。

步骤3)中，所述催化剂优选为二丁基锡二月桂酸酯和三乙胺的混合溶液，其中，按质量份数计，含0.23～0.28份二丁基锡二月桂酸酯和0.22～0.27份三乙胺。

步骤3)中，玻璃纤维粉加入后，搅拌的条件通常为：在1000～1100r/min转速下搅拌50～85s；加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯后，搅拌的条件通常为：以1100～1300r/min转速搅拌10～45s。

所述玻璃纤维粉的加入量一般为液化产物质量的5％～15％。

步骤3)中室温下静置发泡时间通常为10～90s。

步骤3)中，所述泡沫稳定剂选自甲基硅油、吐温-80、吐温-60中的一种或多种，优选甲基硅油。

而在合成聚氨酯泡沫过程中未使用任何发泡剂，所述的玻璃纤维粉为100～200目的磨碎玻璃纤维粉。

本发明与现有的生物质基聚氨酯泡沫相比具有如下有益效果：

1)压缩强度等力学性能有了明显的提高，其他性能也很优异。

2)本发明中采用的增强材料-玻璃纤维粉，价廉易得，可以降低生产成本。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实例1

1)按质量份数计，将200份PEG400、50份丙三醇以及12.5份浓度(质量分数)为98％的浓硫酸加入到三口烧瓶中，搅拌均匀，然后将三口烧瓶放在油浴锅里加热。当瓶内混合液体温度达到160℃后，加入63份粉碎的玉米芯，搅拌反应60min，将三口烧瓶取出，用冷水迅速冷却至室温，得到玉米芯液化产物。所述粉碎的玉米芯的制备方法为：将玉米芯粉碎至20-80目，在105℃下干燥至恒重。