一種以水稻秸稈為原料直接制備聚氨酯泡沫的方法及制備的聚氨酯泡沫的制作方法
【專利摘要】一種以水稻秸稈為原料直接制備聚氨酯泡沫的方法，先將水稻秸稈以多元醇液化劑和酸性催化劑處理進(jìn)行液化，液化后的產(chǎn)物直接加入發(fā)泡劑、催化劑、穩(wěn)定劑和異氰酸酯制備聚氨酯泡沫。本發(fā)明的方法生產(chǎn)工藝簡單，易于推廣和工業(yè)化生產(chǎn)，制備的聚氨酯泡沫是一種新的環(huán)境友好型高分子材料，產(chǎn)品性能良好，已達(dá)到目前工業(yè)用聚氨酯泡沫的性能要求。同時充分利用了廢棄的生物質(zhì)資源，又降低了聚氨酯泡沫的生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種以水稻秸稈為原料直接制備聚氨酯泡沬的方法及制備 的聚氨酯泡沬

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生物質(zhì)基聚氨酯泡沫塑料領(lǐng)域，特別涉及用秸桿在催化劑作用下的多 元醇液化，利用含殘?jiān)囊夯a(chǎn)物直接制備聚氨酯泡沫的技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚氨酯泡沫材料（PU)由于具有優(yōu)良的性能，其應(yīng)用范圍十分廣泛，近年來，由于 對減少石油資源消耗的重視和世界環(huán)境問題的日益突出，以可再生的植物原料代替石油基 的多元醇來合成聚氨酯泡沫，已引起人們的關(guān)注。我國是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，每年農(nóng)作物秸桿產(chǎn) 量就已經(jīng)達(dá)到7億噸，但是農(nóng)作物秸桿的綜合利用率僅為1/3,工業(yè)利用率不到5%，大量的 秸桿在農(nóng)田里焚燒，火光和濃煙嚴(yán)重污染了空氣環(huán)境，甚至給民用航空帶來影響。因此，生 物質(zhì)能和生物質(zhì)材料技術(shù)是農(nóng)作物秸桿高效利用的兩大趨勢。農(nóng)作物秸桿具有天然生產(chǎn)性 和可持續(xù)性，其化學(xué)組成與木質(zhì)材料接近，具有木質(zhì)材料的許多特性。通過液化方式將固態(tài) 大分子裂解成具有高反應(yīng)活性的液態(tài)小分子，使其具有熱流動性，能溶于某些混合有機(jī)溶 劑二元體系，發(fā)揮纖維素的多羥基結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的優(yōu)勢，制備成高分子材料，以達(dá)到最優(yōu)化利用 和變廢為寶的目的，而且利用水稻秸桿作為制備聚氨酯泡沫的原料之一的技術(shù)尚未見于報(bào) 道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決現(xiàn)有技術(shù)大量農(nóng)作物秸桿利用率不高，造成浪費(fèi)的問題，實(shí)現(xiàn)廢物再利用， 本發(fā)明提供一種利用水稻秸桿為原料直接制備聚氨酯泡沫的方法。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0005] -種以水稻秸桿為原料直接制備聚氨酯泡沫的方法，步驟如下：
[0006] 將水稻秸桿和多元醇液化劑按重量比為1:3?1:5的比例混合，酸性催化劑按 0. 001?0. 004molH+/g水稻秸桿的比例加入并攪拌均勻，于120?190°C下反應(yīng)60? 240min，得到液化產(chǎn)物；將液化產(chǎn)物與發(fā)泡劑、發(fā)泡催化劑、凝膠催化劑和泡沫穩(wěn)定劑混合 均勻，再加入異氰酸酯，攪拌，倒入模具，發(fā)泡，熟化；
[0007] 所述液化產(chǎn)物與發(fā)泡劑、發(fā)泡催化劑、凝膠催化劑、泡沫穩(wěn)定劑和異氰酸酯的重 量比例為：
[0008]

【權(quán)利要求】
1. 一種以水稻秸桿為原料直接制備聚氨酯泡沫的方法，步驟如下： 將水稻秸桿和多元醇液化劑按重量比為1:3?1:5的比例混合，酸性催化劑按 0. 001?0. 004molH+/g水稻秸桿的比例加入并攪拌均勻，于120?190°C下反應(yīng)60? 240min，得到液化產(chǎn)物；將液化產(chǎn)物與發(fā)泡劑、發(fā)泡催化劑、凝膠催化劑和泡沫穩(wěn)定劑混合 均勻，再加入異氰酸酯，攪拌，倒入模具，發(fā)泡，熟化； 所述液化產(chǎn)物與發(fā)泡劑、發(fā)泡催化劑、凝膠催化劑、泡沫穩(wěn)定劑和異氰酸酯的重量比例 為： 液化產(chǎn)物 100 發(fā)泡劑 1?20 發(fā)泡催化劑 1?3 凝膠催化劑 1?3 泡沬穩(wěn)定劑 1?5 異氰酸酯 指數(shù)為1.CM.5 所述水稻秸桿為破碎至細(xì)度為30?80目的粉末； 所述多元醇液化劑選自聚乙二醇400、丙三醇或乙二醇中的至少一種； 所述酸性催化劑選自鹽酸、濃硫酸、磷酸或草酸中的一種； 所述發(fā)泡劑選自水、二氯氟乙烷或三氯一氟甲烷中的一種； 所述發(fā)泡催化劑和凝膠催化劑選自以下組合中的一種：三乙烯二胺和辛酸亞錫、三乙 烯二胺和二丁基二月桂酸錫、DabcoBL-11 和Dabco33-LV、PC5 和PC8 或DabcoNE300 和 DabcoNE1070 ； 所述泡沫穩(wěn)定劑選自水溶性硅油、DabcoDC6070或DabcoDC2525的一種； 所述異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯或多苯基多亞甲基多異氰 酸酯的一種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以水稻秸桿為原料直接制備聚氨酯泡沫的方法，其特征在 于：所述多元醇液化劑為聚乙二醇400和丙三醇的混合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的以水稻秸桿為原料直接制備聚氨酯泡沫的方法，其特征在 于：所述聚乙二醇400和丙三醇的混合比例范圍為1:1?4:1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以水稻秸桿為原料直接制備聚氨酯泡沫的方法，，其特征在 于：所述酸性催化劑為濃硫酸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以水稻秸桿為原料直接制備聚氨酯泡沫的方法，，其特征在 于：制備液化產(chǎn)物的方式溫度為120?170°C，反應(yīng)時間為60?120min。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以水稻秸桿為原料直接制備聚氨酯泡沫的方法，，其特征在 于：所述發(fā)泡劑為水。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以水稻秸桿為原料直接制備聚氨酯泡沫的方法，，其特征在 于：所述發(fā)泡催化劑和凝膠催化劑分別為三乙烯二胺和辛酸亞錫。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以水稻秸桿為原料直接制備聚氨酯泡沫的方法，，其特征在 于：所述泡沫穩(wěn)定劑為水溶性硅油。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以水稻秸桿為原料直接制備聚氨酯泡沫的方法，，其特征在 于：所述異氰酸酯為多苯基多亞甲基多異氰酸酯。
10. 權(quán)利要求1?9任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法制備的聚氨酯泡沫。
【文檔編號】C08G18/24GK104479101SQ201410848678
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】張玉蒼, 王敦, 王萬雨 申請人:海南大學(xué)