專利名稱：一種生物質(zhì)基聚氨酯泡沫材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用不同種類木質(zhì)素改進(jìn)生物質(zhì)基聚氨酯泡沫材料的方法，具體來說是一種生物質(zhì)基聚氨酯泡沫材料的制備方法。
背景技術(shù)：
聚氨酯材料因其良好的物理和化學(xué)性能，被廣泛應(yīng)用于汽車、家具、建筑和包裝等領(lǐng)域。聚氨酯自工業(yè)化以來發(fā)展非常迅速，目前年產(chǎn)量已超過1000萬噸。然而，傳統(tǒng)的聚氨酯材料很難降解，大量的聚氨酯廢棄后形成“白色污染”，對環(huán)境造成巨大的壓力，而且制造聚氨酯的主要原料一聚醚或聚酯多元醇，主要來自石化原料，隨著石油資源的短缺和石油價格的居高不下，嚴(yán)重制約了聚氨酯材料的發(fā)展。因此，在聚氨酯材料的生產(chǎn)中應(yīng)重視聚氨酯再生技術(shù)，綠色技術(shù)和循環(huán)利用技術(shù)。聚氨酯原料再生技術(shù)是指利用植物提取生物質(zhì)多元醇原料，這樣不僅可以有效地利用農(nóng)業(yè)資源，同時也能達(dá)到降低成本的目的。凡是可以提供羥基的物質(zhì)都可以用來改變聚氨酯的結(jié)構(gòu)和特性，采用可降解的物質(zhì)制備的聚氨酯材料是可以降解的。天然纖維素分子鏈上存在大量高反應(yīng)活性的羥基，具有多種化學(xué)反應(yīng)性能，對其進(jìn)行改性可以制得能滿足各種不同生產(chǎn)生活需要的生物降解塑料。生物質(zhì)資源經(jīng)液化處理后可以變成具有高反應(yīng)活性的液體物質(zhì)，該物質(zhì)含有大量的羥基，在聚氨酯領(lǐng)域有很大的應(yīng)用潛力。Seunghwan Lee 等人(Seunghwan Lee, 2000, 77 :2901-2907)利用聚乙二醇-400和甘油的混合體系液化玉米麩，利用這種液化產(chǎn)物可以成功的制備出聚氨酯泡沫材料，液化產(chǎn)物的羥值和粘度適合制備泡沫，合成產(chǎn)物的力學(xué)特性與市售聚氨酯泡沫具有可比性。戈進(jìn)杰等人(戈進(jìn)杰，1999，38 (4) :418-427)以樹皮為原料合成了環(huán)保型聚氨酯硬泡保溫隔熱材料，發(fā)現(xiàn)溶解于聚醚多元醇的樹皮不但使合成的聚氨酯材料具有了生物降解性，而且能夠改善合成材料的部分主要性能。但是，以單純的生物質(zhì)液化產(chǎn)物為主要原料合成的聚氨酯泡沫的顏色呈現(xiàn)純黑色，泡孔粗大且不均勻，泡沫較脆，抗壓性相對較差，不能夠用于生活和生產(chǎn)中。木質(zhì)素是存在于植物纖維中的一種芳香族高分子化合物，其含量可占植物纖維總量的50%，其組成與性質(zhì)比較復(fù)雜，并具有極強(qiáng)的活性，在土壤中能夠轉(zhuǎn)化成腐殖質(zhì)。另外， 它含有一定量的甲氧基，并有某些特性反應(yīng)。隨著人類對環(huán)境污染和資源危機(jī)等問題的認(rèn)識不斷深入，天然高分子多具有的可再生、可降解等性質(zhì)日益受到重視。廢棄物的資源化與可再生資源的利用是當(dāng)代經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展的重大課題，也是對當(dāng)代科學(xué)技術(shù)提出的新要求。在自然界中，木質(zhì)素的儲量僅次于纖維素，且每年都以500億噸的速度再生。制漿造紙工業(yè)每年要從植物中分離出大約1. 4億噸纖維素，同時得到5000萬噸左右的木質(zhì)素副產(chǎn)品，但是迄今為止，超過95%的木質(zhì)素仍以“黑液”直接排入江河或濃縮后燒掉，很少得到有效利用。化石資源的日益枯竭、木質(zhì)素的豐富儲量、木質(zhì)素科學(xué)的飛速發(fā)展決定木質(zhì)素的經(jīng)濟(jì)效益的可持續(xù)發(fā)展性。木質(zhì)素成本低，木質(zhì)素及其衍生物具有多種功能性，可以作為分散劑、吸附劑/解吸劑、石油回助劑、乳化浙青劑等使用。Kim JW等人研究了煤與木質(zhì)素的共
3液化，得到與煤單獨(dú)液化相比，煤與木質(zhì)素共液化得到的液化產(chǎn)物產(chǎn)品質(zhì)量得到改善，液相產(chǎn)物中低分子量的戊烷可溶物有了增加。本發(fā)明利用生物質(zhì)與工業(yè)粗木質(zhì)素按比例混合物液化，并聯(lián)系造紙黑液的利用， 得到有價值的產(chǎn)品。本項技術(shù)可以減少聚氨酯生產(chǎn)過程中石油產(chǎn)品的使用，緩解石油資源供給的壓力，更重要的是，可以顯著的改善單純生物質(zhì)基聚氨酯泡沫的各項性能，使其能夠與現(xiàn)有的石油基聚氨酯泡沫相媲美，能夠擴(kuò)大生物質(zhì)基聚氨酯泡沫的使用范圍，具有非常好的實用價值、市場價值與環(huán)保價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種由生物質(zhì)原料和工業(yè)粗木質(zhì)素為主要原料，以從造紙黑液中提取出的木質(zhì)素磺酸鹽為合成助劑改善聚氨酯泡沫材料性能的工藝方法。本發(fā)明采用生物質(zhì)廢棄物和工業(yè)粗木質(zhì)素的混合物作為原料，用其液化產(chǎn)物完全代替聚合多元醇，液化過程中工業(yè)木質(zhì)素的添加可以顯著改善聚氨酯泡沫材料的表觀和力學(xué)性能；另外將從造紙黑液中提取出的木質(zhì)素磺酸鹽作為助劑加入生物質(zhì)降解液中，在適當(dāng)?shù)靥幚碓旒埡谝旱耐瑫r能夠進(jìn)一步改善成品泡沫的熱學(xué)性能；同時由于泡沫的主要成分為生物質(zhì)成分，因此具有良好的降解性能，不會在使用后對環(huán)境造成污染。本發(fā)明有效利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)生產(chǎn)和造紙行業(yè)中的廢棄物，大大提高了生物質(zhì)基聚氨酯泡沫的力學(xué)和熱學(xué)性能，使其可與現(xiàn)有的石油基聚氨酯泡沫媲美，并具有可降解性、成本低廉、原料易得、有效利用廢棄物等獨(dú)特優(yōu)勢，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物找到了一種新的增值途徑，還可以充分利用取之不盡的植物資源，為植物的資源化利用開辟道路。經(jīng)過深入研究，本發(fā)明提出一種效果理想的使用木質(zhì)素改善聚氨酯泡沫材料性能的生產(chǎn)工藝的實施路線，本發(fā)明提出的生物質(zhì)基聚氨酯泡沫材料的制備方法，以生物質(zhì)原料和工業(yè)木質(zhì)素為主要原料，主要包括以下步驟1)將生物質(zhì)廢棄物和工業(yè)木質(zhì)素的混合物液化，制備生物質(zhì)液化產(chǎn)物(生物質(zhì)廢棄物降解液)按質(zhì)量份數(shù)計，將多元醇液化劑150-250份、液化催化劑5-10份混合置于容器 (比如三口燒瓶)中，加熱至150°C -200°C，然后加入生物質(zhì)廢棄物12-40份和工業(yè)木質(zhì)素 12-38份，液化120min-180min，冷卻至室溫，得到生物質(zhì)液化產(chǎn)物；2)制備聚氨酯泡沫材料按質(zhì)量份數(shù)計，將步驟1)制備的生物質(zhì)液化產(chǎn)物70-80份，發(fā)泡催化劑1. 0-3. 0 份，泡沫穩(wěn)定劑0. 5-2. 0份，發(fā)泡劑0. 05-0. 15份，木質(zhì)素磺酸鹽0-10. 0份混合成A組分， 以異氰酸酯60-100份作為B組分，將A組分和B組分混合于攪拌容器中，在20-40°C下以 8000-14000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?-30s后倒于模具中，自然發(fā)泡5_60s，于80_12(TC放置8_Mh，優(yōu)選I2h，再于室溫下保存8-Mh，優(yōu)選Ia1使其充分熟化成型。本發(fā)明的方法，步驟1)所述的生物質(zhì)廢棄物為經(jīng)粉碎至20-80目的生物質(zhì)廢棄物，使用前經(jīng)干燥至恒重，可在105°C下進(jìn)行干燥。其中，步驟1)中，所述生物質(zhì)廢棄物選自玉米芯、玉米秸稈、稻草秸稈、棉稈等生物質(zhì)廢棄物中的一種或多種；所述工業(yè)木質(zhì)素選自市售工業(yè)木質(zhì)素，其物理性狀為灰白色絮狀物，使用前經(jīng)干燥至恒重，可在105°C下進(jìn)行干燥；降解生物質(zhì)廢棄物的多元醇液化劑選自下述一種或多種聚乙二醇、丙三醇、碳酸乙烯酯、乙二醇；優(yōu)選質(zhì)量比為(3-7) 1的聚乙二醇-400和丙三醇的混合液；所述液化催化劑為濃鹽酸或濃硫酸；優(yōu)選質(zhì)量濃度為98%的濃硫酸。步驟2、中，所述發(fā)泡催化劑選自胺類催化劑和金屬類催化劑，所述胺類催化劑選自N，N-二甲基環(huán)己胺、三乙醇胺、三乙胺、N，N-二甲基乙醇胺中的一種或多種，所述金屬類催化劑選自辛酸亞錫、醋酸鉀、二丁基錫二月桂酸酯中的一種或多種，優(yōu)選三乙胺和二丁基錫二月桂酸酯的混合溶液，按照不同的需要，可選擇兩催化劑(胺類催化劑和金屬類催化劑)的使用比例范圍為(1-3) 2(質(zhì)量比)；所述泡沫穩(wěn)定劑選自甲基硅油，吐溫-80、吐溫-60中的一種或多種；優(yōu)選甲基硅油。所述發(fā)泡劑選自水，HCFC(氫氯氟烴)、HFC(氫氟烴)、或液態(tài)(X)2中的一種；優(yōu)選水。所述木質(zhì)素磺酸鹽優(yōu)選自造紙廢液中提取出來的木質(zhì)素磺酸鹽；一般來說，其提取工藝為在造紙黑液中加入一定量的濃酸，調(diào)節(jié)黑液PH，靜置分層除去上清；調(diào)節(jié)下層漿液pH為0. 5-1，蒸煮，冷卻沉降除上清，漿液離心過濾，用自來水沖洗濾餅至中性，恒溫烘干，即得，然后將烘干的木質(zhì)素磺酸鹽研碎成粉末就可以用于本發(fā)明。其中異氰酸酯可選自多亞甲基多苯基異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯中的一種，優(yōu)選多亞甲基多苯基異氰酸酯(PAPI)。根據(jù)上述方法所得到的聚氨酯泡沫材料，其密度在60_140kg/m2可調(diào)，壓縮強(qiáng)度達(dá)到400-1 IOOkPa,導(dǎo)熱系數(shù)小于等于0. 030w/ (m · °C )，分解初始溫度大于等于240°C。與現(xiàn)有的聚氨酯泡沫材料相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明能夠顯著的改善生物質(zhì)基聚氨酯泡沫的性能。單純的生物質(zhì)降解液合成的聚氨酯泡沫，表觀顏色呈現(xiàn)深黑色、泡孔粗大且不均勻、抗壓性小、脆度大、密度遠(yuǎn)大于實際使用的現(xiàn)有石油基聚氨酯泡沫，很難應(yīng)用于實際生產(chǎn)中。通過本發(fā)明合成的聚氨酯泡沫材料徹底改善了聚氨酯泡沫的表觀顏色，泡沫體的顏色隨工業(yè)木質(zhì)素比例的增加呈現(xiàn)由淺黃至乳白的變化，使合成的泡沫材料泡孔均勻致密，提高了泡沫的壓縮強(qiáng)度，降低了材料的導(dǎo)熱性能，提高了材料的熱分解溫度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，有效地改善了原有的生物質(zhì)基聚氨酯泡沫材料。具有良好的市場、環(huán)保和應(yīng)用價值。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明涉及一種以生物質(zhì)廢棄物和工業(yè)粗木質(zhì)素為主要原料，以從造紙黑液中提取的木質(zhì)素磺酸鹽為合成助劑制備聚氨酯泡沫材料的方法。本發(fā)明采用生物質(zhì)廢棄物與工業(yè)粗木質(zhì)素的混合物作為主要原料，用其液化產(chǎn)物完全代替聚合多元醇，顯著地改善了生物質(zhì)基聚氨酯泡沫的各項性能，成品泡沫隨著工業(yè)粗木質(zhì)素添加比重的變化而呈現(xiàn)乳黃至白色的變化，泡孔致密均勻，壓縮強(qiáng)度大幅度提升，產(chǎn)品韌性顯著增強(qiáng)；另外將從造紙黑液中提取出的木質(zhì)素磺酸鈉作為合成助劑加入生物質(zhì)降解液中，能夠有效地改善成品泡沫的熱學(xué)性能；同時由于主要成分為生物質(zhì)成分，泡沫具有良好的降解性能，不會在使用后對環(huán)境造成污染。本發(fā)明有效利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)生產(chǎn)和造紙行業(yè)中的廢棄物，顯著地改善了生物質(zhì)基聚氨酯泡沫的力學(xué)和熱學(xué)性能，使其能夠與現(xiàn)有的石油基聚氨酯泡沫相媲美，并具
5有可再生、可降解、成本低廉、原料易得、有效利用廢棄物等獨(dú)特優(yōu)勢。本發(fā)明為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物找到了一種新的增值途徑，充分利用取之不盡的植物資源的同時可以有效減少環(huán)境污染，為植物的資源化利用開辟道路。
具體實施例方式下面的實施例可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。如無特別指明，本發(fā)明實施例中采用的工業(yè)木質(zhì)素均為市售工業(yè)木質(zhì)素，其表觀性狀為灰白色絮狀物；本發(fā)明實施例中采用的木質(zhì)磺酸鹽均為提取自造紙廢液中的木質(zhì)素磺酸鈉，其制備工藝如下在造紙黑液中加入濃硫酸，調(diào)節(jié)黑液PH為3，靜置分層除去上清； 調(diào)節(jié)下層漿液PH為0. 5-1，蒸煮，冷卻沉降除上清，漿液離心過濾，用自來水沖洗濾餅至中性，100°C恒溫烘干，然后將烘干的木質(zhì)素磺酸鹽研碎成粉末，過40目篩，即得。實施例1取粉碎玉米芯(已粉碎過20目篩并經(jīng)105°C干燥至恒重)和工業(yè)木質(zhì)素(已 105°C干燥至恒重)，按照以下質(zhì)量配比
玉米芯 12份工業(yè)木質(zhì)素 38份聚乙二醇-400 160份
丙三醇 40份濃硫酸 8份將裝有混勻的液化劑和催化劑的三口燒瓶放于油浴中加熱，當(dāng)瓶內(nèi)混合液體達(dá)到預(yù)定溫度后，加入粉碎玉米芯與工業(yè)木質(zhì)素的混合物，利用攪拌器不斷攪拌。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到預(yù)定時間后，將三口燒瓶從油浴中取出，快速冷卻至室溫，得生物質(zhì)液化產(chǎn)物，其中，預(yù)定溫度為160°C，預(yù)定時間為150min。取生物質(zhì)液化產(chǎn)物，按照以下質(zhì)量配比合成聚氨酯泡沫A 組分
生物質(zhì)液化產(chǎn)物 80份木質(zhì)素磺酸鈉0份
三乙胺0.8份
二月桂酸二丁基錫 0.8份甲基硅油0.8份
水0.1份B 組分
多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI)SO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。多亞甲基多苯基多異氰酸酯(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A組分和B組分混合于攪拌容器中，在40°C以12000轉(zhuǎn)/分的速度攪拌30s 后倒于模具中，自然發(fā)泡60s，于80°C放置12h，再于室溫下放置24h使其充分熟化成型。制得的聚氨酯泡沫材料表觀顏色為淺黃色，密度為109.Mkg/m3，壓縮強(qiáng)度為 899. 12kPa,導(dǎo)熱系數(shù)為0. 0227W/ (m°C )，吸水率(體積分?jǐn)?shù))為4. 68%，常壓下的初始熱分解溫度為M8. 920C，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為130. 830C。實施例2取粉碎玉米芯(已粉碎過20目篩并經(jīng)105°C干燥至恒重)和工業(yè)木質(zhì)素(已 105°C干燥至恒重)，按照以下質(zhì)量配比
玉米芯 38份工業(yè)木質(zhì)素 12份聚乙二醇-400 215份
丙三醇 35份濃硫酸 5份所用原料和液化工藝參見實施實例1，得生物質(zhì)液化產(chǎn)物，其中，預(yù)定溫度為 150 °C，預(yù)定時間為120min。取生物質(zhì)液化產(chǎn)物，按照以下質(zhì)量配比合成聚氨酯泡沫A 組分
生物質(zhì)液化產(chǎn)物 70份
木質(zhì)素磺酸鈉10份
三乙胺0.6份
二月桂酸二丁基錫1.2份
硅油0.5份
水0.05份B 組分多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI) 96份將A組分和B組分混合于攪拌容器中，在30°C下以14000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢鐸Os后倒于
7模具中，自然發(fā)泡30s，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表觀顏色為乳白色，密度為85.200kg/m3，壓縮強(qiáng)度為 587. 608kPa,導(dǎo)熱系數(shù)為0. 0263W/ (m°C )，吸水率(體積分?jǐn)?shù))為4. 95%，常壓下的初始熱分解溫度為263. 42°C，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為116. 30°C。實施例3取粉碎玉米芯(已粉碎過20目篩并經(jīng)105°C干燥至恒重)和工業(yè)木質(zhì)素(已 105°C干燥至恒重)，按照以下質(zhì)量配比
玉米芯 25份工業(yè)木質(zhì)素 25份聚乙二醇-400 115份
丙三醇 35份濃硫酸 10份所用原料和液化工藝參見實施實例1，得生物質(zhì)液化產(chǎn)物，其中，預(yù)定溫度為 200°C，預(yù)定時間為180min。取生物質(zhì)液化產(chǎn)物，按照以下質(zhì)量配比合成聚氨酯泡沫A 組分
生物質(zhì)液化產(chǎn)物
木質(zhì)素磺酸鹽三乙胺
二月桂酸二丁基錫
硅油水B 組分多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI) 60份將A組分和B組分混合于攪拌容器中，在30°C下以10000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0s后倒于模具中，自然發(fā)泡40s，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表觀顏色為淺黃色，密度為85. 653kg/m3，壓縮強(qiáng)度為 866. 997kPa,導(dǎo)熱系數(shù)為0. 0198W/ (m°C )，吸水率(體積分?jǐn)?shù))為4. 12%，常壓下的初始熱分解溫度為257. 980C，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為116. 66°C。實施例4取粉碎麥秸(已粉碎過20目篩并經(jīng)105°C干燥至恒重)和工業(yè)木質(zhì)素(已105°C
75份 5份 0.6份 0.4份
2.0份 0.15 份干燥至恒重)，按照以下質(zhì)量配比
麥秸 38份工業(yè)木質(zhì)素 12份聚乙二醇-400 160份
丙三醇 40份濃硫酸 7份所用原料和液化工藝參見實施實例1，得生物質(zhì)液化產(chǎn)物，其中，預(yù)定溫度為 160°C，預(yù)定時間為150min。取生物質(zhì)液化產(chǎn)物，按照以下質(zhì)量配比合成聚氨酯泡沫A 組分
生物質(zhì)液化產(chǎn)物 70份
木質(zhì)素磺酸鹽10份
三乙胺0.8份
二月桂酸二丁基錫 0.8份硅油1.0份
水0.1份B 組分多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI) 72份將A組分和B組分混合于攪拌容器中，在20°C下以8000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢鐸Os后倒于模具中，自然發(fā)泡5s，于120°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表觀顏色為淺黃色，密度為lM.749kg/m3，壓縮強(qiáng)度為 1093. 002kPa,導(dǎo)熱系數(shù)為0. 033IW/ (m°C )，吸水率(體積分?jǐn)?shù))為4. 85%，常壓下的初始熱分解溫度為M8. 960C，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為99. 690C。實施例5取玉米芯和麥秸的混合物(已粉碎過60目篩并經(jīng)105°C干燥至恒重)和工業(yè)木質(zhì)素(已105°C干燥至恒重)，按照以下質(zhì)量配比液化
9玉米芯 20份麥秸 20份工業(yè)木質(zhì)素 10份聚乙二醇-400 170份
丙三醇 30份濃鹽酸 10份所用原料和發(fā)泡工藝參見實施實例1，得生物質(zhì)液化產(chǎn)物，其中，預(yù)定溫度為 150 °C，預(yù)定時間為150min。取生物質(zhì)液化產(chǎn)物，按照以下質(zhì)量配比合成聚氨酯泡沫A組分
生物質(zhì)液化產(chǎn)物 78份木質(zhì)素磺酸鹽 2份三乙醇胺0.8份
辛酸亞錫0.4份
吐溫-802.0份
水0.05份B 組分甲苯二異氰酸酯80份將上述A組分和B組分混合于攪拌容器中，在室溫以12000轉(zhuǎn)/分的速度攪拌IOs 后倒于模具中，自然發(fā)泡60s，于120°C放置12h，再于室溫下放置24h使其充分熟化成型。制得的聚氨酯泡沫材料表觀顏色為淺黃色，密度為70. 14^g/m3，壓縮強(qiáng)度為 430. 381kPa，導(dǎo)熱系數(shù)為0. 0212W/(m°C )，吸水率(體積分?jǐn)?shù))為4. 77%，常壓下的初始熱分解溫度為259. 560C，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為137. 66°C。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種生物質(zhì)基聚氨酯泡沫材料的制備方法，其特征在于以生物質(zhì)原料和工業(yè)木質(zhì)素為主要原料，主要包括以下步驟1)將生物質(zhì)廢棄物和工業(yè)木質(zhì)素的混合物液化，制備生物質(zhì)液化產(chǎn)物按質(zhì)量份數(shù)計，將多元醇液化劑150-250份、液化催化劑5-10份混合置于容器中， 加熱至150°C -20(TC，然后加入生物質(zhì)廢棄物12-40份和工業(yè)木質(zhì)素12-38份，液化 120min-180min,冷卻至室溫，得到生物質(zhì)液化產(chǎn)物；2)制備聚氨酯泡沫材料按質(zhì)量份數(shù)計，將步驟1)制備的生物質(zhì)液化產(chǎn)物70-80份，發(fā)泡催化劑1. 0-3. 0份， 泡沫穩(wěn)定劑0. 5-2. 0份，發(fā)泡劑0. 05-0. 15份，木質(zhì)素磺酸鹽0-10. 0份混合成A組分，以異氰酸酯60-100份作為B組分，將A組分和B組分混合于攪拌容器中，在20-40°C下以 8000-14000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?-30s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814h，使其充分熟化成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟1)所述的生物質(zhì)廢棄物為經(jīng)粉碎至 20-80目的生物質(zhì)廢棄物，所述工業(yè)粗木質(zhì)素選自市售工業(yè)木質(zhì)素，其物理性狀為灰白色絮狀物，所述生物質(zhì)廢棄物和所述工業(yè)木質(zhì)素使用前經(jīng)干燥至恒重。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟1)中，所述生物質(zhì)廢棄物選自玉米芯、玉米秸稈、稻草秸稈、棉稈等生物質(zhì)廢棄物中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟1)中，所述的多元醇液化劑選自聚乙二醇、丙三醇、碳酸乙烯酯、乙二醇中的一種或多種，所述液化催化劑為濃鹽酸或濃硫酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟幻中，所述發(fā)泡催化劑選自胺類催化劑和金屬類催化劑，所述胺類催化劑選自N，N-二甲基環(huán)己胺、三乙醇胺、三乙胺、N，N-二甲基乙醇胺中的一種或多種，所述金屬類催化劑選自辛酸亞錫、醋酸鉀、二丁基錫二月桂酸酯中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述胺類催化劑和金屬類催化劑的質(zhì)量比為(1-3) 2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述泡沫穩(wěn)定劑選自甲基硅油，吐溫-80、 吐溫-60中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述發(fā)泡劑選自水，氫氯氟烴、氫氟烴、或液態(tài)(X)2中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述木質(zhì)素磺酸鹽選自造紙廢液中提取出來的木質(zhì)素磺酸鹽。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于異氰酸酯選自多亞甲基多苯基異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于化工技術(shù)領(lǐng)域的一種生物質(zhì)基聚氨酯泡沫材料的制備方法。該方法主要包括以下步驟將多元醇液化劑、液化催化劑混合置于容器中，加熱至150-200℃，然后加入生物質(zhì)廢棄物和工業(yè)木質(zhì)素，液化，冷卻至室溫，得到生物質(zhì)液化產(chǎn)物；將上述制備的生物質(zhì)液化產(chǎn)物，發(fā)泡催化劑，泡沫穩(wěn)定劑，發(fā)泡劑，木質(zhì)素磺酸鹽混合成A組分，以異氰酸酯作為B組分，將A組分和B組分混合于攪拌容器中，在20-40℃下以8000-14000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?-30s后倒于模具中，自然發(fā)泡5-60s，于80-120℃放置8-24h，再于室溫下保存8-24h，使其充分熟化成型。本發(fā)明能夠顯著的改善生物質(zhì)基聚氨酯泡沫的性能。
文檔編號C08G18/61GK102206320SQ201110101670
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者劉嫣紅, 李棟, 楊柳, 汪立君, 相姝楠 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)