[发明专利]一种纳米纤维素/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。

背景技术

低密度聚氨酯泡沫密度一般在10kg/m³以下，主要用于防震、隔音、包装、填充等材料。中等密度聚氨酯泡沫密度一般在20～60kg/m³，主要用于保温隔热、外墙保温等材料。高密度聚氨酯泡沫密度一般在200～900kg/m³，为仿木聚氨酯泡沫，主要用于门窗等代木材料。聚氨酯泡沫密度因原料组成、制备工艺条件（如温度、湿度等）而异。

作为保温隔热材料，聚氨酯泡沫的保温效果与发泡工艺密切相关。一般硬质聚氨酯泡沫密度为35～40kg/m³，硬质聚氨酯泡沫导热系数低，仅为0.018～0.024w/(m·k)，保温性能好。

目前保温型聚氨酯泡沫通常依靠微电脑控制发泡工艺，通过恒温发泡环境、高压枪、定量进料控制来实现，手工操作很难完成，且强度较低。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有保温型聚氨酯泡沫通常依靠微电脑控制发泡工艺，通过恒温发泡环境、高压枪、定量进料控制来实现，手工操作很难完成，且强度较低的问题，而提供了一种纳米纤维素/聚氨酯泡沫的制备方法。

本发明的一种纳米纤维素/聚氨酯泡沫的制备方法按以下步骤进行：

一、纳米纤维素的制备：将硫酸溶液倒入装有纤维素纸浆的容器中，在超声频率为40Hz～50Hz的条件下超声处理10min～30min，然后在温度为40～60℃的温度条件下水解2h～5h，得到悬浮液，然后用去离子水离心洗涤至pH值为6～7，然后对离心洗涤后的固体产物进行细胞破碎5min～15min，得到稳定的纳米纤维素胶体，真空冷冻干燥后得到纳米纤维素；

二、纳米纤维素/聚氨酯泡沫的制备：将聚乙二醇、三乙烯二胺、二甲基硅油、水和步骤一得到的纳米纤维素混合后，搅拌均匀，然后加入正戊烷，再在2s～3s内加入多苯基多亚甲基多异氰酸酯，然后用玻璃棒搅拌至反应体系呈现白色，停止搅拌，室温下静置发泡，得到纳米纤维素/聚氨酯泡沫。

步骤一中所述的硫酸溶液为质量分数为50%～60%的硫酸溶液；

步骤一中所述的纤维素纸浆与硫酸溶液的质量比为1：（60～80）；

步骤二中所述的聚乙二醇为PEG-400；

步骤二中所述的三乙烯二胺与聚乙二醇的质量比为1：（900～1100）；

步骤二中所述的二甲基硅油与聚乙二醇的质量比为1：（90～110）；

步骤二中所述的水与聚乙二醇的质量比为1：（450～550）；

步骤二中所述的步骤一中得到的纳米纤维素与聚乙二醇的质量比为1：（450～550）；

步骤二中所述的正戊烷与聚乙二醇的质量比为（8～10）：20；

步骤二中所述的多苯基多亚甲基多异氰酸酯与聚乙二醇的质量比为1：（0.5～1.5）。

本发明的有益效果

本发明制备的纳米纤维素/聚氨酯泡沫强度高，较聚氨酯泡沫压缩强度提高66.6%～125%，本发明制备的纳米纤维素/聚氨酯泡沫平均密度为32.36kg/m³，为中等密度聚氨酯泡沫，可以用于保温隔热、外墙保温等材料领域，制备工艺简单，手工易操作。

附图说明

图1为试验一得到的纳米纤维素/聚氨酯泡沫的扫描电子显微镜照片；

图2为试验二得到的聚氨酯泡沫的扫描电子显微镜照片；

图3为试验一得到的纳米纤维素/聚氨酯泡沫与试验二得到的聚氨酯泡沫的压缩率与压缩强度的关系图；其中1为试验二得到的聚氨酯泡沫，2为试验一得到的纳米纤维素/聚氨酯泡沫。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的一种纳米纤维素/聚氨酯泡沫的制备方法按以下步骤进行：

一、纳米纤维素的制备：将硫酸溶液倒入装有纤维素纸浆的容器中，在超声频率为40Hz～50Hz的条件下超声处理10min～30min，然后在温度为40～60℃的温度条件下水解2h～5h，得到悬浮液，然后用去离子水离心洗涤至pH值为6～7，然后对离心洗涤后的固体产物进行细胞破碎5min～15min，得到稳定的纳米纤维素胶体，真空冷冻干燥后得到纳米纤维素；