[发明专利]一种改性木质素、全水基低密度阻燃软质聚氨酯泡沫组合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性木质素、全水基低密度阻燃软质聚氨酯泡沫组合物及其制备方法，改性木质素由以下方法制备：将低聚物二醇与二丙二醇混合均匀，加入新戊二醇完全溶解，搅拌下加入木质素、蓖麻油聚氧乙烯醚，复合分散剂，微波反应器中200～250W、150±5℃下5min；所述复合分散剂包含分散剂1和分散剂2；其中分散剂1是指BYK‑W961、BYK‑W966、BYK‑W969、BYK‑9076或BYK‑9077等产品中的至少一种；分散剂2是指苯胺丙基三乙氧基硅烷、苯胺丙基三甲氧基硅烷或苯胺丙基二甲氧基硅烷等中的至少一种。全水基低密度阻燃软质聚氨酯泡沫组合物，A组分包括改性木质素、聚醚多元醇、聚合物多元醇、阻燃剂、水、反应型催化剂、泡沫稳定剂；B组分为包含改性木质素的异氰酸酯。

技术领域

本发明属于聚氨酯领域，具体涉及双组分全水基低密度阻燃软质聚氨酯泡沫的改进。

技术背景

1.全水基低密度软质聚氨酯喷涂泡沫现有技术

全水基低密度软质聚氨酯喷涂体系与传统硬质泡沫材料相比优点较为突出：包括(1)采用全水发泡，ODP为零，符合环保要求；(2)泡沫密度低，轻质节能，节约成本；(3)开孔式泡沫防潮抗霉性好；(4)阻燃性能好，能够达到建筑、汽车等行业指标要求；(5)生产效率高等。基于以上诸多优点，全水基低密度软质聚氨酯喷涂泡沫可用于汽车内饰、建筑中做内墙隔热吸音材料，在运输中可做精密仪器包装材料、填充材料等。

专利文献CN 102942676 A涉及一种全水基低密度软质聚氨酯喷涂型组合聚醚及其制备方法；CN 108148168 A涉及一种客车顶棚用阻燃组合聚醚多元醇、聚氨酯泡沫及其制备方法；CN106589277A涉及了一种用于包装材料的超低密度全水基聚氨酯泡沫；CN105859998A涉及一种用于低密度全水聚氨酯发泡的组合物，可用于建筑物填充保温、隔热、隔音、防潮，也可用于精密仪器的包装。随着下游客户对材料力学性能、耐热性、阻燃性等要求逐渐提高，现有技术无法满足使用要求。同时上述技术所用原料全部来源于化石原料，不具备再生性。

2.木质素在聚氨酯材料中应用的现有技术

木质素广泛存在于自然界的木质组织中，是仅次于纤维素存量的第二丰富的天然高分子，主要通过形成交织网来硬化细胞壁，是构成植物细胞壁的重要成分。木质素由羟基苯基型(H)、愈疮木基型(G)和紫丁香基型(S)三种不同的苯丙烷结构单元(以三维网状结构相互连接形成，分子间主要以碳碳键和醚键相连，分子链中含有羟基、羧基、羰基等丰富的活性基团，使其在高分子材料中的应用成为可能。

使用木质素对聚氨酯进行改性通常有两种方法，一种是直接使用未进行任何改性的木质素，这种方法简便易行，成本低廉，但存在与体系相容性不良、改性效果不明显等问题；另一种方法是化学修饰增加特定官能团的含量，如羟基化、胺基化、氧丙烯化、酯化等，通过改性可提高木质素中官能团的反应活性，可作为聚氨酯的活性羟基组分参与聚合反应，与基体材料直接通过化学键相连接，相容性和稳定性更好，但工艺过程的增加也带了成本的上升，改性时引入的其他组分还可能对体系环保性产生不良影响。

专利文献CN 108559046 A涉及一种臭氧化改性木质素聚氨酯及其制备方法，该臭氧化改性木质素聚氨酯具有优良的力学性能及粘附性，并能够降低聚氨酯的生产成本，得到的聚氨酯可以用作薄膜、涂料、胶粘剂等领域。将木质素进行臭氧化改性，得到臭氧化改性木质素再与异氰酸酯、多元醇、催化剂等原料按照一定比例进行聚合，制备臭氧化改性木质素聚氨酯低聚物，再通过热固化成型，得到臭氧化改性木质素聚氨酯。但该技术不适用于双组分喷涂聚氨酯泡沫的体系。

专利文献CN104744659A提供了一种生质多元醇组合物与生质聚氨酯发泡材料。通过改质剂与研磨分散工艺使木质素均匀分散于多元醇中，得到一种生质多元醇组合物。并以此生质多元醇组合物来制备高木质素含量、高压缩强度与优良耐燃性的生质聚氨酯发泡材料。该技术采用的二元醇、三元醇、四元醇及其混合物分子量均小于500，生产出的聚氨酯泡沫为硬质泡沫，且发泡倍率在10以下，不符合应用领域的轻量化要求。