本發(fā)明屬于聚氨酯材料領域，具體是一種環(huán)?？山到庾枞夹途郯滨タ焖侔b材料及其制備方法。

背景技術：

聚氨酯泡沫塑料因其優(yōu)異的加工成型性能，被廣泛地應用于各種絕熱、防震、隔音、輕質結構件和座椅靠墊、包裝等方面。但是，生產聚氨酯泡沫的原料異氰酸酯和多元醇來源于石油化工工業(yè)，消耗大量石油資源。另外，硬聚氨酯泡沫塑料性能優(yōu)良在各大領域尤其是建筑方面得到廣泛應用，并且大量的硬質聚氨酯泡沫塑料廢棄物的產生對生態(tài)也敲響了警鐘，這對整合資源提高利用率提出了意義。聚氨酯泡沫塑料在自然界中難于降解，給環(huán)境造成了巨大的污染，因此，對硬質聚氨酯泡沫塑料的廢棄物回收再利用不僅很有效地在某種程度上支撐了我們現(xiàn)行的可持續(xù)發(fā)展，減少了環(huán)境污染，真正做到變廢為寶；同時，淀粉來源豐富、可再生、在環(huán)境中可降解，利用淀粉酚羥基以及多糖羥基，制備可降解聚氨酯泡沫塑料，對發(fā)展循環(huán)經濟有重大意義。

公開號為cn105175681a的專利公開了一種淀粉基聚氨酯硬泡保溫材料的制備方法，液化淀粉制備中加入磺酸類催化劑并蒸餾脫去，操作繁瑣而且容易影響泡沫性能，同時丙三醇和聚乙二醇200作為液化溶劑，官能度較低，生產的泡沫很容易出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。

公布號為cn105859998a的專利公開了用于聚氨酯發(fā)泡的組合物，聚氨酯泡沫及其用途，該產品采用環(huán)氧烷烴類聚醚多元醇為原料制備而成，在室外較難降解。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對目前快速發(fā)展的物流、交通運輸和快遞行業(yè)，提供一種能夠快速成型的泡沫填充材料，對運輸產品起到很好的保護、防止撞擊而損壞，尤其在泡沫成型初期性能堅硬并有一定緩沖作用，隨著暴露于室外，在陽光和微生物的作用下逐漸降解。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：一種環(huán)?？山到庾枞夹途郯滨タ焖侔b材料，是由重量比為1：1.05～1.1的a組分和b組分的原料制成的，

所述a組分：

(1)生物質淀粉聚醚多元醇:80～120份；

(2)聚酯多元醇:15～30份；

(3)催化劑：0.3～0.5份；

(4)泡沫穩(wěn)定劑:2～5份；

(5)發(fā)泡劑：10～30份；

(6)氫氧化鋁：20～40份；

(7)阻燃劑：30～60份；

所述b組分：

(1)異氰酸酯:150～230份；

(2)廢舊聚氨酯泡沫粉粒：20～50份；

所述生物質淀粉聚醚多元醇是由蒸餾水、玉米淀粉、復合聚醚多元醇以及蔗糖聚醚多元醇制成的。

作為本發(fā)明技術方案的進一步改進，生物質淀粉聚醚多元醇中玉米淀粉與復合聚醚多元醇、蔗糖聚醚多元醇的質量比為20：50～100：10～30。

作為本發(fā)明技術方案的進一步改進，所述的異氰酸酯是nco含量為31～32％的聚合4,4一二甲苯甲烷二異氰酸酯；所述的聚酯多元醇為羥值為400～450mgkoh/g的聚酯多元醇。

作為本發(fā)明技術方案的進一步改進，所述的發(fā)泡劑選自hcfc-141b、hfc-245fa或hfc-365mfc中的一種或幾種任意比例的混合物。

作為本發(fā)明技術方案的進一步改進，所述的泡沫穩(wěn)定劑為l6900、l618、l6603、l6601、l5511中的一種或者幾種任意比例的混合物。

作為本發(fā)明技術方案的進一步改進，所述的阻燃劑為磷酸三(1-氯-2-丙基)酯、三氯乙基磷酸酯、甲基磷酸二甲酯中的一種或者幾種任意比例的混合物。

作為本發(fā)明技術方案的進一步改進，所述的催化劑為辛酸亞錫、醋酸鉀和二月桂酸二丁基錫、五甲基二亞乙基三胺、n,n二甲基環(huán)己胺和三乙烯二胺的一種或者幾種任意比例的混合物。

作為本發(fā)明技術方案的進一步改進，所述的復合聚醚多元醇為ynw-5112、ynw-6001b、ynw-5110、ynw-8110中的幾種任意比例的混合物。

由于不同的聚醚多元醇有不同的特點，例如ynw-5112屬通用型硬泡聚醚多元醇，ynw-6001b屬低活性硬泡聚醚，具有極佳的脫模性；ynw-5110和ynw-8110屬復合起始體系硬泡聚醚多元醇，可用于包裝材料的快速噴涂。因此在本發(fā)明中要求采用的聚醚多元醇必須為復合聚醚多元醇，采用復合聚醚多元醇相對于單種聚醚多元醇能夠顯著的降低包裝材料制備過程中的反應溫度，有利于安全生產需要。

作為本發(fā)明技術方案的進一步改進，所述的蔗糖聚醚多元醇為ynw-4110、ynw-8336、ynw-380中的一種或者幾種任意比例的混合物。

另外，本發(fā)明提供了一種環(huán)?？山到庾枞夹途郯滨タ焖侔b材料的制備方法，采用的是上述任一技術方案的原料，該制備方法包括以下步驟：

(1)取50份蒸餾水加入容器中，加熱并進行攪拌，加熱至100℃，加入20份的玉米淀粉，攪拌反應50min，使玉米淀粉完全糊化，繼續(xù)加熱，并緩慢加入復合聚醚多元醇50～100份、蔗糖聚醚多元醇10～30份，攪拌反應15min，控制體系粘度，然后降低體系溫度到65℃，攪拌反應30min，得到生物質淀粉聚醚多元醇；

(2)從上述液化產物中取80～120份放入ⅰ號反應器中，同時加入聚酯多元醇15～30份、泡沫穩(wěn)定劑2～5份、氫氧化鋁20～40份、發(fā)泡劑10～30份、催化劑0.3～0.5份、阻燃劑30～60份，轉速為7000r/min條件下，攪拌10s使各組分均勻分散，包裝入桶制得a組分；ⅱ號反應器中加入廢舊聚氨酯泡沫粉粒20～50份、異氰酸酯150～230份，轉速為7000r/min條件下，攪拌10s使各組分均勻分散，包裝入桶制得b組分；

(3)將制得的a、b組份按重量比1:(1.05～1.1)置于攪拌容器中，轉速為7000r/min條件下，攪拌40s使各組分均勻分散，然后迅速將混合料澆筑或者噴射到使用部位即可。

本發(fā)明利用玉米淀粉的生物質淀粉聚醚多元醇制備的聚氨酯硬泡材料性能與常規(guī)的泡沫材料性能相當，符合國家標準(gb10800-89)的指標要求。本發(fā)明所述的聚氨酯快速包裝材料，利用天然生物質原料制備的聚氨酯硬泡，同時復合廢舊聚氨酯泡沫到產品中，具有可再生、可降解、成本低廉、原料易得、等獨特優(yōu)勢。充分利用取之不盡的植物資源的同時可以減少環(huán)境污染，屬于環(huán)保型的材料。

為了更清楚的說明本發(fā)明所述聚氨酯快速包裝材料為環(huán)?？山到庾枞夹桶b材料，發(fā)明人對采用本發(fā)明所述制備方法制備獲得的聚氨酯快速包裝材料進行試驗測定，具體試驗如下：

試驗一：所述聚氨酯快速包裝材料的環(huán)?？山到庋芯?/p>

1.1采用本發(fā)明所述聚氨酯快速包裝材料的制備方法制備a、b組份，兩組分按重量比1:(1.05～1.1)置于攪拌容器中，轉速為7000r/min條件下，攪拌40s使各組分均勻分散，然后迅速將混合料噴射到測試容器內。

1.2將裝有混合料的測試容器置于80℃環(huán)境內，加入10wt％的naoh水溶液，降解出來48至72h，聚氨酯快速包裝材料的網(wǎng)絡結構瓦解，失重率達到20.6-26wt％。

1.3綜上可以看出，本發(fā)明所述聚氨酯快速包裝材料，具有環(huán)保可降解的優(yōu)勢。

試驗二：所述聚氨酯快速包裝材料的國標gb10800-89相關性能研究

2.1采用本發(fā)明所述聚氨酯快速包裝材料的制備方法制備a、b組份，兩組分按重量比1:(1.05～1.1)置于攪拌容器中，轉速為7000r/min條件下，攪拌40s使各組分均勻分散，然后迅速將混合料噴射到模具內。

2.2對模具內的包裝材料進行切塊制樣，參照國標gb10800-89，對其相關性能進行測定，測定結果參見表1.

表1本發(fā)明所述聚氨酯快速包裝材料的性能指標

綜上可以看出，雖然本發(fā)明在制備聚氨酯快速包裝材料時添加了玉米淀粉，但是添加了玉米淀粉的生物質淀粉聚醚多元醇制備的聚氨酯硬泡材料性能與常規(guī)的泡沫材料性能相當，符合國家標準(gb10800-89)的指標要求。

具體實施方式

為了更好的解釋本發(fā)明，下面結合實施例對本發(fā)明做進一步地闡述，但本發(fā)明的內容不僅僅局限于下面的實施例。本發(fā)明采用的聚醚多元醇ynw-5112、ynw-6001b、ynw-5110、ynw-8110、ynw-4110、ynw-8336、ynw-380均由山東一諾威新材料有限公司生產。本發(fā)明采用的泡沫穩(wěn)定劑l6900、l618、l6603、l6601、l5511均由上海啟光工貿有限公司提供。下面實施例采用的異氰酸酯是nco含量為31～32％的聚合4,4一二甲苯甲烷二異氰酸酯；采用的聚酯多元醇為羥值為400～450mgkoh/g的聚酯多元醇。

實施例l：

一種環(huán)?？山到庾枞夹途郯滨タ焖侔b材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)取50份蒸餾水加入容器中，加熱并進行攪拌，加熱至100℃，加入20份的玉米淀粉，攪拌反應50min，使玉米淀粉完全糊化，繼續(xù)加熱，并緩慢加入復合聚醚多元醇50份(質量比為1:1的ynw-5112和ynw-6001b的混合物)、蔗糖聚醚多元醇10份(ynw-4110)，攪拌反應15min，控制體系粘度，然后降低體系溫度到65℃，攪拌反應30min，得到生物質淀粉聚醚多元醇；

(2)從上述液化產物中取80份放入ⅰ號反應器中，同時加入聚酯多元醇15份、泡沫穩(wěn)定劑2份(l6900)、氫氧化鋁20份、發(fā)泡劑10份(hcfc-141b)、催化劑0.3份(辛酸亞錫)、阻燃劑30份(磷酸三(1-氯-2-丙基)酯)，轉速為7000r/min條件下，攪拌10s使各組分均勻分散，包裝入桶制得a組分；ⅱ號反應器中加入廢舊聚氨酯泡沫粉粒20份、異氰酸酯150份，轉速為7000r/min條件下，攪拌10s使各組分均勻分散，包裝入桶制得b組分；

(3)將制得的a、b組份按重量比1:1.05置于攪拌容器中，轉速為7000r/min條件下，攪拌40s使各組分均勻分散，然后迅速將混合料噴射到模具即可。

實施例2：

一種環(huán)保可降解阻燃型聚氨酯快速包裝材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)取50份蒸餾水加入容器中，加熱并進行攪拌，加熱至100℃，加入20份的玉米淀粉，攪拌反應50min，使玉米淀粉完全糊化，繼續(xù)加熱，并緩慢加入復合聚醚多元醇60份(質量比為1:2的ynw-5112和ynw-5110的混合物)、蔗糖聚醚多元醇10份(ynw-8336)，攪拌反應15min，控制體系粘度，然后降低體系溫度到65℃，攪拌反應30min，得到生物質淀粉聚醚多元醇；

(2)從上述液化產物中取90份放入ⅰ號反應器中，同時加入聚酯多元醇18份、泡沫穩(wěn)定劑3份(l618)、氫氧化鋁30份、發(fā)泡劑20份(hcfc-245fa)、催化劑0.4份(醋酸鉀)、阻燃劑40份(三氯乙基磷酸酯)，轉速為7000r/min條件下，攪拌10s使各組分均勻分散，包裝入桶制得a組分；ⅱ號反應器中加入廢舊聚氨酯泡沫粉粒30份、異氰酸酯180份，轉速為7000r/min條件下，攪拌10s使各組分均勻分散，包裝入桶制得b組分；

(3)將制得的a、b組份按重量比1:1.1置于攪拌容器中，轉速為7000r/min條件下，攪拌40s使各組分均勻分散，然后迅速將混合料噴射到模具即可。

實施例3：

一種環(huán)?？山到庾枞夹途郯滨タ焖侔b材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)取50份蒸餾水加入容器中，加熱并進行攪拌，加熱至100℃，加入20份的玉米淀粉，攪拌反應50min，使玉米淀粉完全糊化，繼續(xù)加熱，并緩慢加入復合聚醚多元醇80份(質量比為1：2：1的ynw-5112、ynw-5110和ynw-8110的混合物)、蔗糖聚醚多元醇20份(ynw-380)，攪拌反應15min，控制體系粘度，然后降低體系溫度到65℃，攪拌反應30min，得到生物質淀粉聚醚多元醇；

(2)從上述液化產物中取100份放入ⅰ號反應器中，同時加入聚酯多元醇20份、泡沫穩(wěn)定劑4份(l6603)、氫氧化鋁30份、發(fā)泡劑20份(hfc-365mfc)、催化劑0.4份(二月桂酸二丁基錫)、阻燃劑50份(甲基磷酸二甲酯)，轉速為7000r/min條件下，攪拌10s使各組分均勻分散，包裝入桶制得a組分；ⅱ號反應器中加入廢舊聚氨酯泡沫粉粒40份、異氰酸酯200份，轉速為7000r/min條件下，攪拌10s使各組分均勻分散，包裝入桶制得b組分；

(3)將制得的a、b組份按重量比1:1.06置于攪拌容器中，轉速為7000r/min條件下，攪拌40s使各組分均勻分散，然后迅速將混合料噴射到模具即可。

實施例4：

一種環(huán)?？山到庾枞夹途郯滨タ焖侔b材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)取50份蒸餾水加入容器中，加熱并進行攪拌，加熱至100℃，加入20份的玉米淀粉，攪拌反應50min，使玉米淀粉完全糊化，繼續(xù)加熱，并緩慢加入復合聚醚多元醇90份(質量比為2:1的ynw-5110和ynw-8110的混合物)、蔗糖聚醚多元醇30份(質量比為1:1的ynw-4110和ynw-380的混合物)，攪拌反應15min，控制體系粘度，然后降低體系溫度到65℃，攪拌反應30min，得到生物質淀粉聚醚多元醇；

(2)從上述液化產物中取110份放入ⅰ號反應器中，同時加入聚酯多元醇25份、泡沫穩(wěn)定劑4份(質量比為1:1的l6601和l5511的混合物)、氫氧化鋁40份、發(fā)泡劑30份(質量比為1:1的hcfc-141b和hfc-245fa的混合物)、催化劑0.5份(質量比為1:4的n,n二甲基環(huán)己胺和三乙烯二胺的混合物)、阻燃劑60份(質量比為2:1的三氯乙基磷酸酯和甲基磷酸二甲酯的混合物)，轉速為7000r/min條件下，攪拌10s使各組分均勻分散，包裝入桶制得a組分；ⅱ號反應器中加入廢舊聚氨酯泡沫粉粒50份、異氰酸酯210份，轉速為7000r/min條件下，攪拌10s使各組分均勻分散，包裝入桶制得b組分；

(3)將制得的a、b組份按重量比1:1.1置于攪拌容器中，轉速為7000r/min條件下，攪拌40s使各組分均勻分散，然后迅速將混合料噴射到模具即可。

實施例5：

一種環(huán)?？山到庾枞夹途郯滨タ焖侔b材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)取50份蒸餾水加入容器中，加熱并進行攪拌，加熱至100℃，加入20份的玉米淀粉，攪拌反應50min，使玉米淀粉完全糊化，繼續(xù)加熱，并緩慢加入復合聚醚多元醇100份(質量比為1:1的ynw-5112和ynw-8110的混合物)、蔗糖聚醚多元醇30份(質量比為1:1的ynw-8336和ynw-380的混合物)，攪拌反應15min，控制體系粘度，然后降低體系溫度到65℃，攪拌反應30min，得到生物質淀粉聚醚多元醇；

(2)從上述液化產物中取120份放入ⅰ號反應器中，同時加入聚酯多元醇30份、泡沫穩(wěn)定劑5份(質量比為3:2的l6900和l5511的混合物)、氫氧化鋁40份、發(fā)泡劑30份(質量比為1:1的hcfc-141b和hfc-245fa的混合物)、催化劑0.5份(質量比為1:1的辛酸亞錫和三乙烯二胺的混合物)、阻燃劑60份(質量比為2:1的三氯乙基磷酸酯和甲基磷酸二甲酯的混合物)，轉速為7000r/min條件下，攪拌10s使各組分均勻分散，包裝入桶制得a組分；ⅱ號反應器中加入廢舊聚氨酯泡沫粉粒50份、異氰酸酯230份，轉速為7000r/min條件下，攪拌10s使各組分均勻分散，包裝入桶制得b組分；

(3)將制得的a、b組份按重量比1:1.1置于攪拌容器中，轉速為7000r/min條件下，攪拌40s使各組分均勻分散，然后迅速將混合料噴射到模具即可。

將實例1～5制備的環(huán)保可降解阻燃型聚氨酯快速包裝材料，進行切塊制樣，并參照國標gb10800-89測試相關性能，性能指標見表2。

表2各實施例聚氨酯快速包裝材料性能指標