CN101280049A - 以麦秆为原料的降解聚氨酯泡沫材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是以麦秆为原料的聚氨酯泡沫材料及其制备方法。以麦秆为原料经液化处理得到液化多元醇，再与二异氰酸酯聚合而成降解聚氨酯泡沫材料。该材料的压缩强度，保温性能较好，生产过程无污染，产品废弃后可生物降解，对环境不造成损害。可广泛用作建筑、船舶及冰箱用的保温隔热材料。具有广阔的应用前景，并有显著的环境效益、经济效益和社会环境效益。
Description
技术领域
本发明涉及分子材料技术领域，具体地说是以麦秆为原料的降解聚氨酯泡沫材料及其制备方法。
背景技术
合成高分子材料已成为国民经济和人们生活的重要组成部分，带来的负面效应是在消耗日益枯竭的石油资源的同时，产生大量难以处理的废弃物，给人类赖以生存的环境带来危害。以可再生的废弃植物原料代替石油资源，生产环境降解高分子材料是解决问题的有效方法之一。
聚氨酯(PU)由于其价格低廉、性能优越，已成为现代塑料工业发展最快的品种之一。其基本反应是异氰酸酯与多元醇的加成缩聚反应，植物纤维原料是富含羟基的天然聚合物，以其作为聚氨酯的原料已引起人们的关注。
目前用于聚氨酯合成的植物纤维原料主要有黑荆树皮、单宁等，以麦秆为原料的降解聚氨酯材料还未有报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种以麦秆为原料的聚氨酯泡沫材料及其制备方法。该材料的压缩强度，保温性能较好，生产过程无污染，产品废弃后可生物降解，对环境不造成损害。
本发明的技术方案为：以麦秆为原料经液化处理得到液化多元醇，再与二异氰酸酯聚合而成降解聚氨酯泡沫材料。
具体制备方法如下：
1)麦秆经破碎筛分成45～100目纤维，在105℃下干燥至恒重得到纤维A；
2)用微波-乙醇法处理纤维A，即以40％～60％(乙醇与水的体积比)乙醇水溶液作为提取剂，乙醇水溶液与纤维A的比例即液固比为10∶1(质量比，下同)，在微波炉中连续加热回流10～30min，过滤，干燥得到纤维B；
3)将60％～90％聚乙二醇和10％～40％乙二醇混合配成液化试剂；
4)纤维B与5倍质量的液化试剂及1％～5％(与纤维B的质量比)的硫酸催化剂混合，在150～180℃连续搅拌加热1h，水冷终止反应，得到液化多元醇，其羟值为300～500，适合制备聚氨酯硬质泡沫塑料；
5)将液化多元醇和液化多元醇量0.5％～3％的胺类催化剂、0.5％～3％的有机金属锡类催化剂、0.1％～0.4％的硅油和1％～3％作为发泡剂的水混合搅拌均匀，按异氰酸酯指数1.0～1.1计算加入二异氰酸酯(MDI或TDI)，高速搅拌20S左右，至有气泡产生时倒入经过预热的模具内，放入烘箱，在60～80℃下固化10min，制得聚氨酯泡沫材料。
发明的以麦秆为原料的降解聚氨酯泡沫材料，密度为20Kg/m3～60Kg/m3。压缩强度为70KPa～300KP a，显示出良好的性能.在土壤微生物作用下表现出良好的生物可降解性。该材料的压缩强度、保温性能较好，生产过程无污染，产品废弃后可生物降解，对环境不造成损害。可广泛用作建筑、船舶及冰箱用的保温隔热材料。具有广阔的应用前景，并有显著的环境效益、经济效益和社会环境效益。
具体实施方式
实施例1：
1)麦秆经破碎筛分成45～100目纤维，在105℃下干燥至恒重得到纤维A；
2)用微波-乙醇法处理纤维A，即以40％(乙醇与水的体积比)乙醇水溶液作为提取剂，液固比为10∶1(质量比，下同)，在微波炉中连续加热回流10min，过滤，干燥得到纤维B；
3)将90％聚乙二醇和10％乙二醇混合配成液化试剂；
4)纤维B与5倍质量的液化试剂及3％(与纤维B的质量比)的硫酸催化剂混合，在150℃连续搅拌加热1h，水冷终止反应，得到液化多元醇；
5)将液化多元醇和液化多元醇量1％的三乙基二胺、1％的二丁基锡月桂酸酯、0.1％的硅油和1％作为发泡剂的水混合搅拌均匀，按异氰酸酯指数1.0计算加入二异氰酸酯TDI，高速搅拌至有气泡产生时倒入经过预热的模具内，放入烘箱，在60～80℃下固化10min，制得聚氨酯泡沫材料。所制得的泡沫材料密度60Kg/m3，压缩强度148KPa。
实施例2：
1)麦秆经破碎筛分成45～100目纤维，在105℃下干燥至恒重得到纤维A；
2)用微波-乙醇法处理纤维A，即以60％(乙醇与水的体积比)乙醇水溶液作为提取剂，液固比为10∶1(质量比，下同)，在微波炉中连续加热回流30min，过滤，干燥得到纤维B；
3)将60％聚乙二醇和40％乙二醇混合配成液化试剂；
4)纤维B与5倍质量的液化试剂及1％(与纤维B的质量比)的硫酸催化剂混合，在180℃连续搅拌加热1h，水冷终止反应，得到液化多元醇。
5)将液化多元醇和液化多元醇量3％的三乙基二胺，3％的辛酸亚锡0.4％的硅油和3％作为发泡剂的水混合搅拌均匀，按异氰酸酯指数1.1计算加入二异氰酸酯TDI，高速搅拌至有气泡产生时倒入经过预热的模具内，放入烘箱，在80℃下固化10min，制得聚氨酯泡沫材料。所制得的泡沫材料密度28Kg/m3，压缩强度92KPa。
实施例3：
1)麦秆经破碎筛分成45～100目纤维，在105℃下干燥至恒重得到纤维A；
2)用微波-乙醇法处理纤维A，即以50％(乙醇与水的体积比)乙醇水溶液作为提取剂，液固比为10∶1(质量比，下同)，在微波炉中连续加热回流30min，过滤，干燥得到纤维B；
3)将80％聚乙二醇和20％乙二醇混合配成液化试剂；
4)纤维B与5倍质量的液化试剂及2％(与纤维B的质量比)的硫酸催化剂混合，在160℃连续搅拌加热1h，水冷终止反应，得到液化多元醇。
5)将液化多元醇和液化多元醇量2％的三乙基二胺，2％的二丁基锡月桂酸酯，0.2％的硅油和2％作为发泡剂的水混合搅拌均匀，按异氰酸酯指数1.05计算加入二异氰酸酯(MDI)，高速搅拌至有气泡产生时倒入经过预热的模具内，放入烘箱，在70℃下固化10min，制得聚氨酯泡沫材料。所制得的泡沫材料密度32Kg/m3，压缩强度255KPa。
Claims (2)
1、一种以麦秆为原料的降解聚氨酯泡沫材料的制备方法，其特征在于以麦秆为原料，按以下步骤进行：
1)麦秆经破碎筛分成45～100目纤维，在105℃下干燥至恒重得到纤维A；
2)用微波-乙醇法处理纤维A，即以40％～60％(乙醇与水的体积比)乙醇水溶液作为提取剂，乙醇水溶液与纤维A的即液固比为10∶1(质量比，下同)，在微波炉中连续加热回流10～30min，过滤，干燥得到纤维B；
3)将60％～90％聚乙二醇和10％～40％乙二醇混合配成液化试剂；
4)纤维B与5倍质量的液化试剂及与纤维B的质量比1％～5％的硫酸催化剂混合，在150～180℃连续搅拌加热1小时，水冷终止反应，得到液化多元醇，其羟值为300～500，适合制备聚氨酯硬质泡沫塑料；
5)将液化多元醇和液化多元醇量0.5％～3％的胺类催化剂三乙基二胺、0.5％～3％的有机金属锡类催化剂、0.1％～0.4％的硅油和1％～3％作为发泡剂的水混合搅拌均匀，按异氰酸酯指数1.0～1.1计算加入二异氰酸酯MDI或TDI，高速搅拌20S左右，至有气泡产生时倒入经过预热的模具内，放入烘箱，在60～80℃下固化10min，制得聚氨酯泡沫材料。
2、一种按权利要求1的以麦秆为原料的降解聚氨酯泡沫材料的制备方法制备而得的聚氨酯泡沫材料。
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