本發(fā)明涉及聚氨酯泡沫領(lǐng)域，具體涉及一種生物質(zhì)基阻燃的聚氨酯硬質(zhì)泡沫保溫材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)炭是將農(nóng)作物秸稈、木屑等生物質(zhì)材料在限制或隔絕氧氣的環(huán)境條件下，經(jīng)熱解得到的固體產(chǎn)物。利用農(nóng)作物秸稈等廢棄物制備成的生物質(zhì)炭由于灰分含量較高，在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用會受到一定的限制，而在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域上卻可以廣泛應(yīng)用。
朱俐靜在其碩士學(xué)位論文《新型生物質(zhì)基多元醇及聚氨酯保溫材料的制備和表征》中，在微波加熱條件下，以濃硫酸為催化劑，使甘蔗渣和玉米棒芯在聚乙二醇(peg400)和丙三醇(甘油)（兩者質(zhì)量比3:7）構(gòu)成的液化試劑中進(jìn)行液化反應(yīng)；然后利用三氯氧磷對液化產(chǎn)物進(jìn)行磷化改性得到改性產(chǎn)物；由液化產(chǎn)物、改性產(chǎn)物代替部分傳統(tǒng)的聚醚多元醇制備出阻燃的聚氨酯硬質(zhì)泡沫。但是存在耐摩擦抗磨損性能不足。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種生物質(zhì)基阻燃的聚氨酯硬質(zhì)泡沫保溫材料的制備方法，依照該工藝制備的聚氨酯泡沫具備良好阻燃、保溫性能，且防水、減摩抗磨。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
一種生物質(zhì)基阻燃的聚氨酯硬質(zhì)泡沫保溫材料的制備方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行：
a.將40-50重量份玉米棒芯用粉碎機(jī)粉碎，過60-80目篩，在50-60℃烘箱中烘2-4h，得植物纖維粉末，1:3-5加入液化試劑，加2-4重量份濃硫酸，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，在微波中加熱?50-160℃處理30-40min，冷卻至室溫，調(diào)ph至中性，得液化產(chǎn)物；將10-20重量份三氯氧磷與甲苯等體積混合均勻，滴加到液化產(chǎn)物中，反應(yīng)6-8h，加等體積水水解1-2h，得磷化改性產(chǎn)物；
b.向5-10重量份氧化石墨中1:2-3加入n,n二甲基甲酰胺，超聲1-2h分散均勻，形成懸浮液，加入0.3-0.5重量份三乙胺、2-3重量份十六烷基三甲氧基硅烷，磁力攪拌20-40min，在105-115℃油浴、氮?dú)夥諊?，攪拌回流反?yīng)3-5h，過濾、洗滌，得到改性氧化石墨；
c.向4-8重量份液體石蠟中1:3-5加入蒸餾水，加熱至80-90℃，加入3-7重量份op-10乳化劑，攪拌乳化1-2h，得乳化液體石蠟，加入10-20重量份單體丙烯酸、1-2重量份引發(fā)劑k2s2o8、及b中所得物料，反應(yīng)2-3h得耐磨防水劑；
d.向a中所得磷化改性產(chǎn)物中加入20-30重量份聚醚多元醇、5-10重量份發(fā)泡劑、及c中所得物料，劇烈攪拌10-20s，迅速加入10-20重量份mdi，室溫下發(fā)泡及熟化，得聚氨酯泡沫體。
其中，步驟a中所述液化試劑為聚乙二醇和甘油以質(zhì)量比3:5-7混合，微波功率為300-500w；步驟c中所述攪拌乳化速度為1000-1100r/min；步驟d中所述聚醚多元醇為4110或403，發(fā)泡劑為一氟二氯乙烷，mdi是二苯甲烷二異氰酸酯。
本發(fā)明的反應(yīng)機(jī)理及有益效果如下：
在微波加熱條件下，以濃硫酸為催化劑，使玉米棒芯在聚乙二醇和甘油構(gòu)成的多羥基醇液化試劑中進(jìn)行液化反應(yīng)，然后用三氯氧磷對液化產(chǎn)物進(jìn)行磷化改性得到改性產(chǎn)物，由磷化改性產(chǎn)物代替部分傳統(tǒng)的聚醚多元醇制備出阻燃的聚氨酯硬質(zhì)泡沫。先用乳化劑op-10對液體石蠟進(jìn)行乳化，制備得到液體石蠟乳液，再以單體丙烯酸為改性介體、k2s2o8為引發(fā)劑，改性液體石蠟制備丙烯酸改性液體石蠟防水劑，結(jié)合了石蠟乳液的耐水性和丙烯酸的耐熱性；以n,n二甲基甲酰胺為溶劑，以三乙胺為催化劑，用十六烷基三甲氧基硅烷對氧化石墨進(jìn)行改性，制備得到硅烷改性氧化石墨，提高氧化石墨與液體石蠟的兼容性，將其添加到液體石蠟中，明顯提高液體石蠟的減摩能力，具有優(yōu)異的摩擦性能，對保溫材料起到減摩抗磨作用。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
實(shí)施例
一種生物質(zhì)基阻燃的聚氨酯硬質(zhì)泡沫保溫材料的制備方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行：
a.將40kg玉米棒芯用粉碎機(jī)粉碎，過60目篩，在50-60℃烘箱中烘3h，得植物纖維粉末，1:3加入液化試劑，加2kg濃硫酸，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，在微波中加熱?50-160℃處理35min，冷卻至室溫，調(diào)ph至中性，得液化產(chǎn)物；將10kg三氯氧磷與甲苯等體積混合均勻，滴加到液化產(chǎn)物中，反應(yīng)8h，加等體積水水解2h，得磷化改性產(chǎn)物；
b.向10kg氧化石墨中1:3加入n,n二甲基甲酰胺，超聲1h分散均勻，形成懸浮液，加入0.4kg三乙胺、2kg十六烷基三甲氧基硅烷，磁力攪拌40min，在115℃油浴、氮?dú)夥諊?，攪拌回流反?yīng)5h，過濾、洗滌，得到改性氧化石墨；
c.向8kg液體石蠟中1:5加入蒸餾水，加熱至80-90℃，加入7kgop-10乳化劑，攪拌乳化1h，得乳化液體石蠟，加入15kg單體丙烯酸、1kg引發(fā)劑k2s2o8、及b中所得物料，反應(yīng)3h得耐磨防水劑；
d.向a中所得磷化改性產(chǎn)物中加入20kg聚醚多元醇、5kg發(fā)泡劑、及c中所得物料，劇烈攪拌10s，迅速加入10kgmdi，室溫下發(fā)泡及熟化，得聚氨酯泡沫體。
其中，步驟a中所述液化試劑為聚乙二醇和甘油以質(zhì)量比3:6混合，微波功率為400w；步驟c中所述攪拌乳化速度為1000r/min；步驟d中所述聚醚多元醇為4110，發(fā)泡劑為一氟二氯乙烷，mdi是二苯甲烷二異氰酸酯。