[发明专利]一种聚氨酯泡沫的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯泡沫的制备方法，具体涉及一种以玉米芯为原料制备聚氨酯泡沫的方法。

背景技术

聚氨酯材料是现代塑料工业中发展最快的品种之一，由二元或多元有机异氰酸酯与二元或多元醇化合物，即聚醚多元醇或聚酯多元醇反应制得。由于多元醇化合物的原料来源为石油，故聚氨酯工业对于石油有着很强的依赖性。近年来石油因价格的波动和供给的严重不足影响了聚氨酯工业的发展。玉米芯是富含羟基的天然化合物，研究证明，这些化合物可以代替聚醚或聚酯多元醇与异氰酸酯发生亲核加成反应制备聚氨酯材料。在生产中选择玉米芯作为多元醇化合物的原料不仅可以提高资源的利用率，而且使聚氨酯工业减少了对石油的依赖，原料成本降低。

利用玉米芯酶解发酵生产燃料乙醇的过程中会产生大量经过酶解后的玉米芯残渣，如果将这些残渣作为生产原材料，利用到聚氨酯泡沫的制备中，将会更进一步提高资源的利用率，降低生产成本，节约能源。

富含半纤维素的农副废弃物玉米芯通过稀酸水解，可得到以木糖为主并含有少量葡萄糖、甘露糖和阿拉伯糖等杂糖的水解液。该水解液经过离子交换、真空浓缩、结晶等净化过程，即可制得结晶木糖。分离出晶体木糖后的母液中含大量葡萄糖，可以与醇类进行糖基转移反应制备粗乙二醇葡萄糖苷。实验证明合成聚氨酯泡沫材料过程中添加乙二醇葡萄糖苷可调节反应速度，使物料有充裕时间混合，反应速度均匀，泡沫稳定，结构致密，不易产生空隙。同时实验证明，粗制乙二醇葡萄糖苷由于是液态，比固态的纯乙二醇葡萄糖苷更方便使用。如果利用木糖生产过程中产生的废弃杂糖水解液制备粗乙二醇葡萄糖苷，作为助剂添加到用植物多元醇为原料制备的聚氨酯泡沫中，将会在成本增加很小的情况下提高聚氨酯性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚氨酯泡沫的制备方法，具体为一种利用经纤维素酶酶解过的玉米芯粉末为原料，添加粗制乙二醇葡萄糖苷制备聚氨酯泡沫的方法，同时为一种提供了一种利用两种工业生产废弃物制备聚氨酯泡沫材料的技术方案。

本发明所提供的一种聚氨酯泡沫的制备方法，包括如下步骤：

（1）玉米芯粉在稀硫酸的作用下进行水解反应；在柠檬酸缓冲液中，所述水解反应后的滤渣在纤维素酶的作用下进行酶解反应，抽滤得经酶解的玉米芯残渣；

（2）所述经酶解的玉米芯残渣和玉米芯粉的混合物在液化剂和浓硫酸的作用下经液化处理得到液化产物；所述液化剂为聚乙二醇400和丙三醇的混合物；

（3）所述液化产物与稳定剂和催化剂混合后得到黑料；所述稳定剂为硅油或聚二甲基硅氧烷，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡与三乙胺的混合物；

（4）乙二醇和无水葡萄糖在磷酸的催化作用下进行反应得到粗乙二醇葡萄糖苷；

（5）异氰酸酯与所述粗乙二醇葡萄糖苷混合后得到白料；

（6）将所述白料与所述黑料在搅拌下混合得到混合物，该混合物经发泡成型即得所述聚氨酯泡沫。

上述的制备方法中，步骤（1）中，所述玉米芯粉的粒径可为20目~80目，具体可为20目~50目、20目、50目或80目；所述稀硫酸的质量百分含量可为1.2~1.5%，具体可为1.2%~1.4%、1.25%~1.4%、1.2%、1.25%、1.4%或1.5%；

所述水解反应中，所述玉米芯粉与稀硫酸的质量份数比可为1：（8~12），具体可为1：（8~11）、1：（9~10）、1：（11~12）、1：8、1：9、1：10、1：11或1：12，所述水解反应的温度可为110~130℃，具体可为110~121℃、110℃、121℃或130℃，时间可为1.5~2小时，具体可为1.5~1.8小时、1.5小时、1.8小时或2小时；

所述酶解反应中，所述柠檬酸缓冲液的pH值可为4.5~5.5，如5.0，所述酶解反应的温度可为48~52℃，如48~51℃、49~52℃、48℃、49℃、51℃或52℃，时间可为22~24小时，具体可为22小时、23小时或24小时；

所述纤维素酶的用量可为750~850U/g所述玉米芯粉，如750~800U/g、750U/g、800U/g或850U/g。