CN107629185A - 一种利用煤焦油与煤解聚产物制备的聚氨酯发泡材料 - Google Patents
一种利用煤焦油与煤解聚产物制备的聚氨酯发泡材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107629185A CN107629185A CN201710939333.4A CN201710939333A CN107629185A CN 107629185 A CN107629185 A CN 107629185A CN 201710939333 A CN201710939333 A CN 201710939333A CN 107629185 A CN107629185 A CN 107629185A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lignite
- coal
- depolymerization product
- monoethanolamine
- coal tar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
本发明公开了一种利用煤焦油与煤解聚产物制备的聚氨酯发泡材料，属于褐煤和煤焦油综合利用技术领域。本发明通过选择能高效破坏褐煤中弱键合结构的乙醇胺，将褐煤粉与乙醇胺在反应釜中于温和条件下反应来对褐煤进行解聚，然后利用有机溶剂将解聚产物萃取分离，制备得到用于软质聚氨酯材料合成的原料；然后以煤焦油为填充物，以褐煤乙醇胺解聚产物为聚氨酯合成的原料，制得的聚氨酯具有与工业原料聚醚/聚酯一致的材料性能且成本更低。本发明为褐煤的清洁和综合利用，提供了一条新的思路，提升了褐煤的附加值同时对煤焦油在聚氨酯泡沫材料领域的应用具有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于煤焦油与褐煤综合利用技术领域，具体地说涉及利用煤焦油和褐煤乙醇胺解聚作为原料，用于部分替代现有的工业聚醚/聚醇制备聚氨酯材料的方法和工艺。
背景技术
我国褐煤资源丰富，已探明储量1291亿吨，占全国探明储量的12.69％。鉴于我国“缺油、少气、富煤”的情况和大部分褐煤存在高水分、高灰分、低热值等特点，褐煤资源的高效利用在煤炭资源中占有重要地位。
高温煤焦油是炼焦工业煤热解生成的粗煤气中的产物之一，其产量约占装炉煤的3％～4％其组成极为复杂，是一种高芳香度的碳氢化合物的复杂混合物，绝大部分为带侧链或不带侧链的多环、稠环化合物和含氧、硫、氮的杂环化合物，并含有少量脂肪烃、环烷烃和不饱和烃。高温煤焦油含有1万多种化合物，按化学性质可分为中性的烃类、酸性的酚类和碱性的吡啶、喹啉类化合物。
褐煤中存在大量的甲氧基、羟基、羧基、醚键等含氧官能团，性质比较活泼，能参与许多化学反应，这是褐煤高有机含氧量的直接原因，也是导致褐煤热值低的主要因素。切断褐煤中有机大分子中的含氧桥键，有望实现褐煤的定向解聚，从而利用褐煤提取有机化学品和高附加值的产物。
聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，被誉为“第五大塑料”，因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。产品应用领域涉及轻工、化工、电子、纺织、医疗、建筑、建材、汽车、国防、航天、航空等，它由异氰酸酯(单体)与羟基化合物聚合而成。对于聚氨酯材料而言，主要的制备方法有：预聚体法、半预聚体法和一步法；软质聚氨酯发泡材料主要采用一步法发泡制备，即将聚醚或聚酯多元醇、多异氰酸酯、水以及其它助剂如二月桂酸二丁基锡、聚二甲基硅氧烷碱等。利用乙醇胺高效解聚褐煤，解聚产物富含羟基等含氧官能团等性质及高分子量的煤焦油，可以部分替代现有的工业聚醚/聚醇制备聚氨酯材料。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是要提供一种利用煤焦油与煤解聚产物制备的聚氨酯发泡材料，以期利用储量大的褐煤制备褐煤解聚产物和高分子量煤焦油来取代或部分取代聚醚或聚酯多元醇来制备聚氨酯材料可显著降低产品成本，提高过程的经济性。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的。
本发明一种利用煤焦油与煤解聚产物制备的聚氨酯发泡材料，其材料组成及重量百分比如下：
所述催化剂为有机锡类催化剂。
所述褐煤解聚产物是通过以下步骤予以制备的：
(1)选择能高效破坏褐煤中弱键合结构的乙醇胺，将乙醇胺和褐煤加入到反应釜，其中褐煤与乙醇胺的质量比为1：1～20；然后将其加热，温度控制在室温至350℃，反应1～5小时；
(2)将步骤(1)反应所得的混合物中的乙醇胺用溶剂洗出，然后通过旋转蒸发可回收溶剂和乙醇胺，得到褐煤解聚产物。
作为一种优化，所述聚多元醇为PEG400。
作为一种优化，所述异氰酸酯为亚甲基双(4～苯基异氰酸酯)。
作为一种优化，所述泡沫稳定剂为聚二甲基硅氧烷。
作为一种优化，所述交联剂为三乙醇胺。
作为一种优化，所述有机锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡。
作为一种优化，所述制备褐煤解聚产物步骤(2)中的溶剂为水或乙醇。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、为褐煤的清洁和综合利用，提供了一条新的思路，提升了褐煤的附加值同时对煤焦油在聚氨酯泡沫材料领域的应用具有重要意义。
2、褐煤解聚处理条件温度温和，操作简单，易于实现。
3、乙醇胺、有机溶液可循环使用，具有较高的经济性和环保性。
4、所制得的高羟基官能团褐煤解聚产物可以有效替代现有工业生产的PEG、且成本更低。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1：称取5g的乙醇胺和5g的褐煤混匀后于50℃下预处理5h，结束后用乙醇洗涤脱除乙醇胺得解聚产物，乙醇胺和乙醇回收循环使用。称取上述褐煤解聚产物0.1g、煤焦油(含沥青30-60％)0.15g、PEG 4.9g、三乙醇胺0.2g、二月桂酸二丁基锡0.05g、聚二甲基硅氧烷0.02g、依次加入塑料烧杯中，使用机械搅拌将各物料混合均匀；再加入亚甲基双(4～苯基异氰酸酯)3.0～5.0g，继续高速搅拌15s～30s后，倒出在聚四氟乙烯模具上，任其自由发泡，2～3min后，固化形成软质聚氨酯泡沫材料热稳定性优于完全由PEG制备的聚氨酯性能。
实施例2：称取5g的乙醇胺和5g的褐煤混匀后于200℃下预处理4h，结束后用水洗涤脱除乙醇胺得解聚产物，乙醇胺和水回收循环使用。称取上述褐煤解聚产物0.3g、煤焦油(含沥青30-60％)0.45g、PEG 4.7g、三乙醇胺0.2g、二月桂酸二丁基锡0.05g、聚二甲基硅氧烷0.02g、依次加入塑料烧杯中，使用机械搅拌将各物料混合均匀；再加亚甲基双(4～苯基异氰酸酯)2.8～4.9g，继续高速搅拌15s～30s后，倒出在聚四氟乙烯模具上，任其自由发泡，2～3min后，固化形成软质聚氨酯泡沫材料热稳定性优于完全由PEG制备的聚氨酯性能。
实施例3：称取25g的乙醇胺和5g的褐煤混匀后于100℃下预处理2h，结束后用水洗涤脱除乙醇胺得解聚产物，乙醇胺和水回收循环使用。称取上述褐煤解聚产物0.3g、煤焦油(含沥青30-60％)0.50g、PEG 4.7g、三乙醇胺0.25g、二月桂酸二丁基锡0.05g、聚二甲基硅氧烷0.03g、依次加入塑料烧杯中，使用机械搅拌将各物料混合均匀；再加亚甲基双(4～苯基异氰酸酯)3.0～5.0g，继续高速搅拌15s～30s后，倒出在聚四氟乙烯模具上，任其自由发泡，2～3min后，固化形成软质聚氨酯泡沫材料热稳定性优于完全由PEG制备的聚氨酯性能。
实施例4：称取25g的乙醇胺和5g的褐煤混匀后于200℃下预处理2h，结束后用水洗涤脱除乙醇胺得解聚产物，乙醇胺和水回收循环使用。称取上述褐煤解聚产物0.5g、煤焦油(含沥青30-60％)0.75g、PEG 4.5g、三乙醇胺0.25g、二月桂酸二丁基锡0.05g、聚二甲基硅氧烷0.02g、依次加入塑料烧杯中，使用机械搅拌将各物料混合均匀；再加亚甲基双(4～苯基异氰酸酯)2.5～4.5g，继续高速搅拌15s～30s后，倒出在聚四氟乙烯模具上，任其自由发泡，2～3min后，固化形成软质聚氨酯泡沫材料热稳定性优于完全由PEG制备的聚氨酯性能。
实施例5：称取50g的乙醇胺和5g的褐煤混匀后于100℃下预处理4h，结束后用水洗涤脱除乙醇胺得解聚产物，乙醇胺和水回收循环使用。称取上述褐煤解聚产物0.7g、煤焦油(含沥青30-60％)1.0g、PEG 4.3g、三乙醇胺0.25g、二月桂酸二丁基锡0.05g、聚二甲基硅氧烷0.02g、依次加入塑料烧杯中，使用机械搅拌将各物料混合均匀；再加入亚甲基双(4～苯基异氰酸酯)3.0～6.0g，继续高速搅拌15s～30s后，倒出在聚四氟乙烯模具上，任其自由发泡，2～3min后，固化形成软质聚氨酯泡沫材料热稳定性优于完全由PEG制备的聚氨酯性能。
实施例6：称取50g的乙醇胺和5g的褐煤混匀后于300℃下预处理1h，结束后用水洗涤脱除乙醇胺得解聚产物，乙醇胺和水回收循环使用。称取上述褐煤解聚产物1.2g、煤焦油(含沥青30-60％)1.5g、PEG 3.8g、三乙醇胺0.2g、二月桂酸二丁基锡0.05g、聚二甲基硅氧烷0.02g、依次加入塑料烧杯中，使用机械搅拌将各物料混合均匀；再加入亚甲基双(4～苯基异氰酸酯)3.5～6.0g，继续高速搅拌15s～30s后，倒出在聚四氟乙烯模具上，任其自由发泡，2～3min后，固化形成软质聚氨酯泡沫材料热稳定性优于完全由PEG制备的聚氨酯性能。
实施例7：称取75g的乙醇胺和5g的褐煤混匀后于100℃下预处理0.5h，结束后用水洗涤脱除乙醇胺得解聚产物，乙醇胺和水回收循环使用。称取上述褐煤解聚产物1.5g、煤焦油(含沥青30-60％)1.5g、PEG 3.5g、三乙醇胺0.2g、二月桂酸二丁基锡0.1g、聚二甲基硅氧烷0.05g、依次加入塑料烧杯中，使用机械搅拌将各物料混合均匀；再加入亚甲基双(4～苯基异氰酸酯)2.0～4.0g，继续高速搅拌15s～30s后，倒出在聚四氟乙烯模具上，任其自由发泡，2～3min后，固化形成软质聚氨酯泡沫材料热稳定性和由PEG制备的聚氨酯性能变化不大。
实施例8：称取75g的乙醇胺和5g的褐煤混匀后于200℃下预处理0.5h，结束后用水洗涤脱除乙醇胺得解聚产物，乙醇胺和水回收循环使用。称取上述褐煤解聚产物1.8g、煤焦油(含沥青30-60％)1.5g、PEG 3.2g、三乙醇胺0.25g、二月桂酸二丁基锡0.05g、聚二甲基硅氧烷0.02g、依次加入塑料烧杯中，使用机械搅拌将各物料混合均匀；再加入适量亚甲基双(4～苯基异氰酸酯)2.0～4.0g，继续高速搅拌15s～30s后，倒出在聚四氟乙烯模具上，任其自由发泡，2～3min后，固化形成软质聚氨酯泡沫材料热稳定性和由PEG制备的聚氨酯性能变化不大。
实施例9：称取100g的乙醇胺和5g的褐煤混匀后于100℃下预处理2h，结束后用水洗涤脱除乙醇胺得解聚产物，乙醇胺和水回收循环使用。称取上述褐煤解聚产物2.1g、煤焦油2.0g、PEG(含沥青30-60％)2.9g、三乙醇胺0.2g、二月桂酸二丁基锡0.05g、聚二甲基硅氧烷0.02g、依次加入塑料烧杯中，使用机械搅拌将各物料混合均匀；再加入适量亚甲基双(4～苯基异氰酸酯)，继续高速搅拌15s～30s后，倒出在聚四氟乙烯模具上，任其自由发泡，2～3min后，固化形成软质聚氨酯泡沫材料热稳定性和由PEG制备的聚氨酯性能变化不大。
实施例10：称取100g的乙醇胺和5g的褐煤混匀后于350℃下预处理2h，结束后用水洗涤脱除乙醇胺得解聚产物，乙醇胺和水回收循环使用。称取上述褐煤解聚产物2.5g、煤焦油(含沥青30-60％)2.0g、PEG 2.5g、三乙醇胺0.2g、二月桂酸二丁基锡0.05g、聚二甲基硅氧烷0.02g、依次加入塑料烧杯中，使用机械搅拌将各物料混合均匀；再加入适量亚甲基双(4～苯基异氰酸酯)，继续高速搅拌15s～30s后，倒出在聚四氟乙烯模具上，任其自由发泡，2～3min后，固化形成软质聚氨酯泡沫材料热稳定性和由PEG制备的聚氨酯性能变化不大。
Claims (7)
1.一种利用煤焦油与煤解聚产物制备的聚氨酯发泡材料，其特征在于，该材料组成及重量百分比如下：
所述催化剂为有机锡类催化剂；
所述褐煤解聚产物是通过以下步骤予以制备的：
(1)选择能高效破坏褐煤中弱键合结构的乙醇胺，将乙醇胺和褐煤加入到反应釜，其中褐煤与乙醇胺的质量比为1：1～20；然后将其加热，温度控制在室温至350℃，反应1～5小时；
(2)将步骤(1)反应所得的混合物中的乙醇胺用溶剂洗出，然后通过旋转蒸发可回收溶剂和乙醇胺，得到褐煤解聚产物。
2.如权利要求1所述利用煤焦油与煤解聚产物制备的聚氨酯发泡材料，其特征在于：所述聚多元醇为PEG400。
3.如权利要求1所述利用煤焦油与煤解聚产物制备的聚氨酯发泡材料，其特征在于：所述异氰酸酯为亚甲基双(4～苯基异氰酸酯)。
4.如权利要求1所述利用煤焦油与煤解聚产物制备的聚氨酯发泡材料，其特征在于：所述泡沫稳定剂为聚二甲基硅氧烷。
5.如权利要求1所述利用煤焦油与煤解聚产物制备的聚氨酯发泡材料，其特征在于：所述交联剂为三乙醇胺。
6.如权利要求1所述利用煤焦油与煤解聚产物制备的聚氨酯发泡材料，其特征在于：所述有机锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡。
7.如权利要求1所述利用煤焦油与煤解聚产物制备的聚氨酯发泡材料，其特征在于：所述制备褐煤解聚产物步骤(2)中的溶剂为水或乙醇。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710939333.4A CN107629185A (zh) | 2017-10-11 | 2017-10-11 | 一种利用煤焦油与煤解聚产物制备的聚氨酯发泡材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710939333.4A CN107629185A (zh) | 2017-10-11 | 2017-10-11 | 一种利用煤焦油与煤解聚产物制备的聚氨酯发泡材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107629185A true CN107629185A (zh) | 2018-01-26 |
Family
ID=61105244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710939333.4A Pending CN107629185A (zh) | 2017-10-11 | 2017-10-11 | 一种利用煤焦油与煤解聚产物制备的聚氨酯发泡材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107629185A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110082233A1 (en) * | 2009-10-06 | 2011-04-07 | Amcol Internatinal Corp. | Lignite-based urethane resins with enhanced suspension properties and foundry sand binder performance |
| CN102134501A (zh) * | 2011-01-22 | 2011-07-27 | 安徽工业大学 | 一种温和条件下褐煤的有机胺解聚方法 |
| CN102337167A (zh) * | 2011-09-02 | 2012-02-01 | 李柏荣 | 一种粉状褐煤的处理工艺 |
| CN107033317A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-08-11 | 山西省建筑科学研究院 | 一种聚氨酯硬质泡沫材料及其制备方法与应用 |
-
2017
- 2017-10-11 CN CN201710939333.4A patent/CN107629185A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110082233A1 (en) * | 2009-10-06 | 2011-04-07 | Amcol Internatinal Corp. | Lignite-based urethane resins with enhanced suspension properties and foundry sand binder performance |
| CN102134501A (zh) * | 2011-01-22 | 2011-07-27 | 安徽工业大学 | 一种温和条件下褐煤的有机胺解聚方法 |
| CN102337167A (zh) * | 2011-09-02 | 2012-02-01 | 李柏荣 | 一种粉状褐煤的处理工艺 |
| CN107033317A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-08-11 | 山西省建筑科学研究院 | 一种聚氨酯硬质泡沫材料及其制备方法与应用 |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| MANDROV G A,等: "Lignite as a promising source of polyurethane composites", 《LIGNITE AS A PROMISING SOURCE OF POLYURETHANE COMPOSITES》 * |
| 丁浩: "《塑料工业实用手册》", 31 August 2000, 化学工业出版社 * |
| 刘尚乐: "《聚合物沥青及其防水材料》", 31 March 2003, 中国建材工业出版社 * |
| 戴和武: "《褐煤利用技术》", 28 February 1999, 煤炭工业出版社 * |
| 李纯毅: "《煤质分析》", 31 December 2012, 北京理工大学出版社 * |
| 胡光洲: "褐煤粉改性聚氨酯泡沫塑料应用研究", 《褐煤粉改性聚氨酯泡沫塑料应用研究》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mahmood et al. | Depolymerization of lignins and their applications for the preparation of polyols and rigid polyurethane foams: A review | |
| CN110204705B (zh) | 一种淀粉液化制备聚醚多元醇的方法 | |
| Xiang et al. | The preparation of sorbitol and its application in polyurethane: a review | |
| CN102504331B (zh) | 一种回收聚氨酯的降解方法 | |
| CN104628982A (zh) | 一种碱木质素基水性聚氨酯的制备方法 | |
| CN105754114A (zh) | 一种低共熔离子液分离提取秸秆木质素的方法 | |
| CN105733639A (zh) | 一种废塑料的裂解方法 | |
| CN101899258B (zh) | 聚酯型漆包线漆的制备方法 | |
| CN101157708B (zh) | 嵌段聚醚化合物改性木质素及其制备方法和用途 | |
| CN105482128A (zh) | 一种提取功能化木质素的方法 | |
| CN102002157A (zh) | 一种芳烃聚酯改性聚醚多元醇及其制备方法 | |
| CN105399962A (zh) | 一种固体超强酸催化木质素或木质素磺酸盐制备木质素基多元醇及聚氨酯的方法 | |
| CN105968292A (zh) | 木薯渣基多元醇和木薯渣基聚氨酯泡沫塑料及其制备方法与应用 | |
| CN107501453B (zh) | 较高分子量的可溶性单质硫/萜烯共聚物及其制法与应用 | |
| CN101591312A (zh) | 一种含环己基二元醚醇的缩水甘油醚及其制备方法 | |
| Li et al. | Preparation of polyurethane foams based on liquefied corn stalk enzymatic hydrolysis lignin | |
| CN114015003A (zh) | 一种基于香草醛含亚胺结构可降解聚氨酯弹性体及其制备方法 | |
| CN107629185A (zh) | 一种利用煤焦油与煤解聚产物制备的聚氨酯发泡材料 | |
| CN101638396A (zh) | 一种橡胶硫化促进剂2-硫醇基苯骈噻唑的生产工艺 | |
| CN107151303A (zh) | 一种桐油基硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法 | |
| CN104558481A (zh) | 一种保温型木质素基聚氨酯泡沫的制备方法 | |
| CN110903460A (zh) | 一种基布印刷含浸用水性聚氨酯及其制备方法 | |
| CN107602808B (zh) | 一种利用褐煤碱解聚产物制备的聚氨酯发泡材料 | |
| CN109293870A (zh) | 一种纤维素基聚氨酯硬泡及其制备方法 | |
| CN107556738A (zh) | 一种利用褐煤乙醇胺解聚产物制备的聚氨酯发泡材料 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180126 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |