專利名稱：一種工業(yè)辣椒廢渣制備生物可降解聚氨酯泡沫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種工業(yè)辣椒廢渣制備生物可降解聚氨酯泡沫的方法。
背景技術(shù)：
聚氨酯泡沫材料是一類廣泛和大量應(yīng)用的泡沫材料，它的主要特征是多孔性，因而相對密度小，比強(qiáng)度高。聚氨酯泡沫具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能、聲學(xué)性能、電學(xué)性能和耐化學(xué)性能，其密度大小及軟硬程度均可以隨著原料和配方的不同而改變?？梢灾苯訌膯误w原料一次加工成聚合物泡沫塑料，省去了聚合、分離、精制、擠出成粒等中間工序。聚氨酯合成時可以通過改變多元醇和異氰酸酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)、規(guī)格、品種等調(diào)節(jié)配方組合，制出各種性能和用途的終端制品，如導(dǎo)電、導(dǎo)磁、耐高溫、耐磨、阻燃、高回彈、高密度、低密度、高吸水泡沫等材料，應(yīng)用范圍十分廣泛，特別適合家具、床具、運(yùn)輸、冷藏、建筑等使用，已經(jīng)成為不可缺少的材料之一。制備聚氨酯泡沫材料最重要的原料是聚合多元醇和異氰酸酯。傳統(tǒng)方法制備聚氨酯泡沫材料所用的聚合多元醇是由有機(jī)小分子聚合而成，屬于合成高分子，是石油化學(xué)工業(yè)的下游產(chǎn)品。人們發(fā)現(xiàn)，可以用能夠再生、資源豐富的生物質(zhì)資源通過液化過程來制備植物多元醇，用于制備聚氨酯泡沫材料。在石油資源日益枯竭的今天，這項(xiàng)技術(shù)將具有重大的現(xiàn)實(shí)
眉、ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工業(yè)辣椒廢渣制備生物可降解聚氨酯泡沫的方法。一種聚氨酯泡沫的制備方法，按照如下步驟進(jìn)行(1)將辣椒廢棄物粉碎至20-80目，80-110°C干燥至恒重；(2)取以下重量份數(shù)的原料辣椒廢棄物30份；多元醇液化劑90-150份；液化催化劑3-5. 5份；將多元醇液化劑、液化催化劑混合，加熱至120-20(TC，然后加入辣椒廢棄物，液化 30min-180min,快速冷卻至室溫，得到辣椒液化產(chǎn)物；(3)取以下質(zhì)量份數(shù)的物料辣椒液化產(chǎn)物60份；催化劑0.05-4.0份；泡沫穩(wěn)定劑0-2.0份；異氰酸酯 40-90份；將上述物料混合于攪拌容器中，在20_40°C下以8000-14000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0_60s后倒于模具中，自然發(fā)泡5-60s，于80-120°C放置8_Mh，再于室溫下保存8_Mh，使其充分熟化成型。所述多元醇液化劑為重量比為(3-6) 1的聚乙二醇-400和丙三醇的混合液；所述液化催化劑為質(zhì)量濃度為98%的濃硫酸。所述催化劑為二丁基錫二月桂酸酯與三乙胺的混合溶液，其中二丁基錫二月桂酸酯和三乙胺的重量比為(1-3) 2。所述泡沫穩(wěn)定劑為甲基硅油。所述異氰酸酯為多亞甲基多苯基異氰酸酯。根據(jù)上述方法所得到的聚氨酯泡沫材料，其密度為70_120kg/m3，壓縮強(qiáng)度為 4-600kPa,導(dǎo)熱系數(shù)小于等于0. 045w/ (m°C )。本發(fā)明的有益效果(1)本發(fā)明中使用的原料充分利用了工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物，避免了資源的浪費(fèi)，減輕了石油資源的壓力，減少了生物質(zhì)廢棄物處理不當(dāng)帶來的環(huán)境污染，同時也為辣椒這種作物增加了經(jīng)濟(jì)效益。( 現(xiàn)在已有的用來替代多元醇的生物質(zhì)主要集中在玉米秸稈、甘蔗、樹皮等，用其液化產(chǎn)物與聚氨酯合成的泡沫大多泡孔粗大，及其不均，且顏色不佳，抗壓性較小、脆性較大，通過本發(fā)明合成的聚氨酯泡沫材料顯著改善了聚氨酯泡沫的表觀顏色，使合成的材料不需添加任何改良劑，泡孔便可致密均勻，壓縮強(qiáng)度根據(jù)不同需求可以在很大范圍內(nèi)變化小至4kPa，可以生產(chǎn)彈性較好的軟泡；大至 600kPa，在特定條件下極大提高了泡沫的壓縮強(qiáng)度，有效地改善了已有的生物質(zhì)基聚氨酯泡沫材料現(xiàn)狀。
具體實(shí)施例方式下面以具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例1一種聚氨酯泡沫的制備方法，按照如下步驟進(jìn)行(1)將辣椒廢棄物粉碎至20-80目，80-110°C干燥至恒重；(2)取以下重量份數(shù)的原料辣椒廢棄物30份；聚乙二醇-40096 份；丙三醇對份濃硫酸4· 2份；將聚乙二醇-400、丙三醇、濃硫酸混合放于三口燒瓶中油浴加熱至160°C，然后加入辣椒廢棄物，液化lOOmin，快速冷卻至室溫，得到辣椒液化產(chǎn)物；(3)取以下質(zhì)量份數(shù)的物料辣椒液化產(chǎn)物60份；三乙胺0.6份；二丁基錫二月桂酸酯0. 6份；甲基硅油 0. 6份；多亞甲基多苯基異氰酸酯60份；其中，二丁基錫二月桂酸酯為工業(yè)品，可于市面上購得。甲基硅油為北京化工廠出品，可由市面上購得。多亞甲基多苯基異氰酸酯(PAPI)購自煙臺萬華聚氨酯有限公司，深棕色液體，官能度為2. 6 2. 7，異氰酸根含量為30. 5% 32. 0%，閃點(diǎn)為230°C，燃點(diǎn)為 M5°C，牌號 PM-200。 將上述物料混合于攪拌容器中，在25°C下以12000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0s后倒于模具中， 自然發(fā)泡10s，于80°C放置12h，再于室溫下保存Mh，使其充分熟化成型。制得的聚氨酯泡沫材料密度為83. 76kg/m3，壓縮強(qiáng)度為155. 85kPa,導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 0392W/ (m°C )。實(shí)施例2一種聚氨酯泡沫的制備方法，按照如下步驟進(jìn)行(1)將辣椒廢棄物粉碎至20-80目，80-110°C干燥至恒重；(2)取以下重量份數(shù)的原料辣椒廢棄物30份；聚乙二醇-40070 份；丙三醇20份濃硫酸3. 15份；將聚乙二醇-400、丙三醇、濃硫酸混合放于三口燒瓶中油浴加熱至160°C，然后加入辣椒廢棄物，液化60min，快速冷卻至室溫，得到辣椒液化產(chǎn)物；(3)取以下質(zhì)量份數(shù)的物料辣椒液化產(chǎn)物60份；三乙胺0.9份；二丁基錫二月桂酸酯0. 6份；甲基硅油 0. 6份；多亞甲基多苯基異氰酸酯72份；其中，二丁基錫二月桂酸酯為工業(yè)品，可于市面上購得。甲基硅油為北京化工廠出品，可由市面上購得。多亞甲基多苯基異氰酸酯(PAPI)購自煙臺萬華聚氨酯有限公司，深棕色液體，官能度為2. 6 2. 7，異氰酸根含量為30. 5% 32. 0%，閃點(diǎn)為230°C，燃點(diǎn)為 M5°C，牌號 PM-200。將上述物料混合于攪拌容器中，在30°C下以13000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢? 后倒于模具中， 自然發(fā)泡10s，于120°C放置12h，再于室溫下保存12h，使其充分熟化成型。制得的聚氨酯泡沫材料密度為87. 08kg/m3，壓縮強(qiáng)度為473. 56kPa,導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 038W/ (m°C )。實(shí)施例3
一種聚氨酯泡沫的制備方法，按照如下步驟進(jìn)行(1)將辣椒廢棄物粉碎至20-80目，80-110°C干燥至恒重；(2)取以下重量份數(shù)的原料辣椒廢棄物30份；聚乙二醇-400:115 份；丙三醇；35份濃硫酸5· 25份；將聚乙二醇-400、丙三醇、濃硫酸混合放于三口燒瓶中油浴加熱至180°C，然后加入辣椒廢棄物，液化30min，快速冷卻至室溫，得到辣椒液化產(chǎn)物；(3)取以下質(zhì)量份數(shù)的物料辣椒液化產(chǎn)物60份；三乙胺1份；二丁基錫二月桂酸酯1份；甲基硅油0. 8份；多亞甲基多苯基異氰酸酯90份；其中，二丁基錫二月桂酸酯為工業(yè)品，可于市面上購得。甲基硅油為北京化工廠出品，可由市面上購得。多亞甲基多苯基異氰酸酯(PAPI)購自煙臺萬華聚氨酯有限公司，深棕色液體，官能度為2. 6 2. 7，異氰酸根含量為30. 5% 32. 0%，閃點(diǎn)為230°C，燃點(diǎn)為 M5°C，牌號 PM-200。將上述物料混合于攪拌容器中，在20°C下以10000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0s后倒于模具中， 自然發(fā)泡&，于100°c放置12h，再于室溫下保存Mh，使其充分熟化成型。制得的聚氨酯泡沫材料密度為106. 72kg/m3，壓縮強(qiáng)度為575. 04kPa，導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 042W/ (m°C )。實(shí)施例4一種聚氨酯泡沫的制備方法，按照如下步驟進(jìn)行(1)將辣椒廢棄物粉碎至20-80目，80-110°C干燥至恒重；(2)取以下重量份數(shù)的原料辣椒廢棄物30份；聚乙二醇-40096 份；丙三醇M份濃硫酸4份；將聚乙二醇-400、丙三醇、濃硫酸混合放于三口燒瓶中油浴加熱至130°C，然后加入辣椒廢棄物，液化150min，快速冷卻至室溫，得到辣椒液化產(chǎn)物；(3)取以下質(zhì)量份數(shù)的物料辣椒液化產(chǎn)物60份；三乙胺0.6份；二丁基錫二月桂酸酯0. 9份；甲基硅油 1. 2份；多亞甲基多苯基異氰酸酯48份；其中，二丁基錫二月桂酸酯為工業(yè)品，可于市面上購得。甲基硅油為北京化工廠出品，可由市面上購得。多亞甲基多苯基異氰酸酯(PAPI)購自煙臺萬華聚氨酯有限公司，深棕色液體，官能度為2. 6 2. 7，異氰酸根含量為30. 5% 32. 0%，閃點(diǎn)為230°C，燃點(diǎn)為 M5°C，牌號 PM-200。將上述物料混合于攪拌容器中，在40°C下以10000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0s后倒于模具中， 自然發(fā)泡15s，于100°C放置Mh，再于室溫下保存12h，使其充分熟化成型。制得的聚氨酯泡沫材料密度為116. Ilkg/m3，壓縮強(qiáng)度為400. 36kPa，導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 040W/ (m°C )。
權(quán)利要求
1.一種聚氨酯泡沫的制備方法，其特征在于，按照如下步驟進(jìn)行(1)將辣椒廢棄物粉碎至20-80目，80-110°C干燥至恒重；(2)取以下重量份數(shù)的原料 辣椒廢棄物30份； 多元醇液化劑90-150份； 液化催化劑3-5. 5份；將多元醇液化劑、液化催化劑混合，加熱至120-20(TC，然后加入辣椒廢棄物，液化 30min-180min,快速冷卻至室溫，得到辣椒液化產(chǎn)物；(3)取以下質(zhì)量份數(shù)的物料 辣椒液化產(chǎn)物60份； 催化劑0. 05-4. 0份； 泡沫穩(wěn)定劑 0-2. 0份；異氰酸酯 40-90份；將上述物料混合于攪拌容器中，在20-40°C下以8000-14000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0_60s后倒于模具中，自然發(fā)泡5-60s，于80-120°C放置8_Mh，再于室溫下保存8_Mh，使其充分熟化成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種聚氨酯泡沫的制備方法，其特征在于，所述多元醇液化劑為重量比為(3-6) 1的聚乙二醇-400和丙三醇的混合液；所述液化催化劑為質(zhì)量濃度為 98%的濃硫酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種聚氨酯泡沫的制備方法，其特征在于，所述催化劑為二丁基錫二月桂酸酯與三乙胺的混合溶液，其中二丁基錫二月桂酸酯和三乙胺的重量比為 (1-3) 2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種聚氨酯泡沫的制備方法，其特征在于，所述泡沫穩(wěn)定劑為甲基硅油。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種聚氨酯泡沫的制備方法，其特征在于，所述異氰酸酯為多亞甲基多苯基異氰酸酯。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于材料化工技術(shù)領(lǐng)域的一種工業(yè)辣椒廢渣制備生物可降解聚氨酯泡沫的方法。本發(fā)明采用廉價易得的生物質(zhì)廢棄物作為原料，用其液化產(chǎn)物完全代替聚合多元醇經(jīng)發(fā)泡而成。本發(fā)明提供的聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料充分利用了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的可再生資源，具有明顯成本優(yōu)勢，也為大量工業(yè)生產(chǎn)辣椒的廢棄物殘?jiān)业揭环N增值的途徑，制得的聚氨酯泡沫材料由于加入了生物質(zhì)成分，具有良好的降解性能，不會在使用后對環(huán)境造成污染，同時，也為植物的資源化利用開辟道路。
文檔編號B29C44/60GK102443127SQ201110313170
公開日2012年5月9日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者李棟, 毛志懷, 汪立君, 王曉晨, 魏青 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)