CN109679321A - 一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料，包括以下成分（按质量百分比计）聚氨酯颗粒25‑35%、脲醛树脂12‑16%、植物淀粉10‑15%、可降解聚酯共聚物4‑7%、聚乙烯醇缩丁醛1.8‑2.4%、光降解剂3.6‑4.8%、光敏剂3.8‑5.4%、催化剂为余量；本发明还公开了一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料的制备方法，包括以下步骤：加热搅拌、催化反应、离心过滤、混合搅拌和挤出成型；该聚氨酯泡沫塑料可作为市场所需求的泡沫塑料的主要原料，既可以保存传统泡沫塑料的特性，又具有快速的生物降解特性，其制品消费后，在自然环境中很容易被微生物降解，与环境完全同化，不会污染环境、环保性好、降解条件宽、降解速度快；而且制备的设备要求低，具有很好的推广效果。

Description

一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料及其制备方法

技术领域

本发明涉及环保技术领域，具体为一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料及其制备方法。

背景技术

现有技术中，不论是以聚乙烯还是聚苯乙烯原料制得的泡沫塑料，都具有质量轻、省料、热导率低、隔热性能好等优点，在包装行业发挥着巨大作用，然后这些泡沫塑料则很难保证其材料的生物可降解性，这些泡沫塑料被使用后很难实现降解，会对环境造成严重污染，如果漂浮在海洋中被海洋生物吞服，易致使海洋生物死亡，造成巨大危害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料及其制备方法，以解决背景技术提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料，包括以下成分（按质量百分比计）聚氨酯颗粒25-35%、脲醛树脂12-16%、植物淀粉10-15%、可降解聚酯共聚物4-7%、气相二氧化硅2.5-3.2%、邻苯二甲酸二辛脂2.1-2.7%、聚乙烯醇缩丁醛1.8-2.4%、光降解剂3.6-4.8%、光敏剂3.8-5.4%、催化剂为余量。

优选的，包括以下成分（按质量百分比计）聚氨酯颗粒35%、脲醛树脂12%、植物淀粉10%、可降解聚酯共聚物4%、气相二氧化硅2.5%、邻苯二甲酸二辛脂2.1%、聚乙烯醇缩丁醛1.8%、光降解剂3.6%、光敏剂3.8%、催化剂为余量。

优选的，包括以下成分（按质量百分比计）聚氨酯颗粒32%、脲醛树脂15%、植物淀粉14%、可降解聚酯共聚物6%、气相二氧化硅3%、邻苯二甲酸二辛脂2.5%、聚乙烯醇缩丁醛2.2%、光降解剂4.4%、光敏剂4.8%、催化剂为余量。

优选的，包括以下成分（按质量百分比计）聚氨酯颗粒28%、脲醛树脂13%、植物淀粉12%、可降解聚酯共聚物5%、气相二氧化硅2.7%、邻苯二甲酸二辛脂2.3%、聚乙烯醇缩丁醛2%、光降解剂4%、光敏剂4.3%、催化剂为余量。

优选的，包括以下成分（按质量百分比计）聚氨酯颗粒25%、脲醛树脂16%、植物淀粉15%、可降解聚酯共聚物7%、气相二氧化硅3.2%、邻苯二甲酸二辛脂2.7%、聚乙烯醇缩丁醛2.4%、光降解剂4.8%、光敏剂5.4%、催化剂为余量。

优选的，所述可降解聚酯共聚物为聚乙醇酸、聚已内酯和聚己二酸乙二醇酯的共聚物，且聚乙醇酸、聚已内酯和聚己二酸乙二醇酯的比例为1:2:1。

优选的，所述光降解剂为碳水化合物；所述光敏剂为核黄素、偶氮二异丁氰或卤化银中的任意一种；所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钡、氧化镁和氧化锌的任意一种。

一种如上所述的降解速度快的聚氨酯泡沫塑料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：称取既定量的聚氨酯颗粒投放到加热机中进行加热，加热温度为85-95℃，加热时间为40-60分钟，然后取出与脲醛树脂混合，并以120-160r/min的速度搅拌10-20分钟，搅拌过程中分2-5次加入植物淀粉，继续搅拌至均匀，搅拌结束得到混合料A；

步骤二：取可降解聚酯共聚物加热至75-85℃，然后置入过滤机中进行过滤，取过滤液加入到步骤一得到的混合料A中，并加入催化剂反应，反应时间为20-40分钟，反应结束得到混合料B；

步骤三：称取聚乙烯醇缩丁醛，加入无水乙醚以摩尔比为1∶2：1的比例于120～170℃的条件下发生反应，得到预聚物，将预聚物经过离心过滤器过滤5-10分钟，取过滤液加热至30-45摄氏度，得到混合料C；

步骤四：称取既定量的气相二氧化硅和邻苯二甲酸二辛脂分别进行溶解，溶解时使用搅拌设备进行搅拌，搅拌速度控制在220-260转/min，搅拌时间为15-30分钟，搅拌过程中加热到91-99℃，搅拌结束后经过过滤器进行过滤，过滤后得到混合料D；

步骤五：将混合料B、混合料C和混合料D加入高度混合机中，然后依次加入光降解剂和光敏剂，在45-55℃的温度下搅拌20-30分钟，搅拌结束后冷却50-80分钟，得到软料；

步骤六：将步骤五中的软料经过塑料成型机挤出成型，即得到聚氨酯泡沫塑料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的配方更加的合理，该聚氨酯泡沫塑料通过以聚氨酯和脲醛树脂树脂为主要原料，配合添加可降解聚酯共聚物、气相二氧化硅、邻苯二甲酸二辛脂等多种可降解材料，使得该聚氨酯泡沫塑料可作为市场所需求的泡沫塑料的主要原料，既可以保存传统泡沫塑料的特性，又具有快速的生物降解特性，其制品消费后，在自然环境中很容易被微生物降解，与环境完全同化，不会污染环境、环保性好、降解条件宽、降解速度快；而且制备的设备要求低，具有很好的推广效果。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料，包括以下成分（按质量百分比计）聚氨酯颗粒35%、脲醛树脂12%、植物淀粉10%、可降解聚酯共聚物4%、气相二氧化硅2.5%、邻苯二甲酸二辛脂2.1%、聚乙烯醇缩丁醛1.8%、光降解剂3.6%、光敏剂3.8%、催化剂为余量。

进一步地，可降解聚酯共聚物为聚乙醇酸、聚已内酯和聚己二酸乙二醇酯的共聚物，且聚乙醇酸、聚已内酯和聚己二酸乙二醇酯的比例为1:2:1。

进一步地，光降解剂为碳水化合物；光敏剂为核黄素；催化剂为氢氧化钠。

一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：称取既定量的聚氨酯颗粒投放到加热机中进行加热，加热温度为85℃，加热时间为40分钟，然后取出与脲醛树脂混合，并以120r/min的速度搅拌10分钟，搅拌过程中分2次加入植物淀粉，继续搅拌至均匀，搅拌结束得到混合料A；

步骤二：取可降解聚酯共聚物加热至75℃，然后置入过滤机中进行过滤，取过滤液加入到步骤一得到的混合料A中，并加入催化剂反应，反应时间为20分钟，反应结束得到混合料B；

步骤三：称取聚乙烯醇缩丁醛，加入无水乙醚以摩尔比为1∶2：1的比例于120℃的条件下发生反应，得到预聚物，将预聚物经过离心过滤器过滤5分钟，取过滤液加热至30摄氏度，得到混合料C；

步骤四：称取既定量的气相二氧化硅和邻苯二甲酸二辛脂分别进行溶解，溶解时使用搅拌设备进行搅拌，搅拌速度控制在220转/min，搅拌时间为15分钟，搅拌过程中加热到91℃，搅拌结束后经过过滤器进行过滤，过滤后得到混合料D；

步骤五：将混合料B、混合料C和混合料D加入高度混合机中，然后依次加入光降解剂和光敏剂，在45℃的温度下搅拌20分钟，搅拌结束后冷却50分钟，得到软料；

步骤六：将步骤五中的软料经过塑料成型机挤出成型，即得到聚氨酯泡沫塑料。

实施例二：

一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料，包括以下成分（按质量百分比计）聚氨酯颗粒32%、脲醛树脂15%、植物淀粉14%、可降解聚酯共聚物6%、气相二氧化硅3%、邻苯二甲酸二辛脂2.5%、聚乙烯醇缩丁醛2.2%、光降解剂4.4%、光敏剂4.8%、催化剂为余量。

进一步地，可降解聚酯共聚物为聚乙醇酸、聚已内酯和聚己二酸乙二醇酯的共聚物，且聚乙醇酸、聚已内酯和聚己二酸乙二醇酯的比例为1:2:1。

进一步地，光降解剂为碳水化合物；光敏剂为偶氮二异丁氰；催化剂为氢氧化钡。

一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：称取既定量的聚氨酯颗粒投放到加热机中进行加热，加热温度为88℃，加热时间为45分钟，然后取出与脲醛树脂混合，并以130r/min的速度搅拌13分钟，搅拌过程中分3次加入植物淀粉，继续搅拌至均匀，搅拌结束得到混合料A；

步骤二：取可降解聚酯共聚物加热至78℃，然后置入过滤机中进行过滤，取过滤液加入到步骤一得到的混合料A中，并加入催化剂反应，反应时间为25分钟，反应结束得到混合料B；

步骤三：称取聚乙烯醇缩丁醛，加入无水乙醚以摩尔比为1∶2：1的比例于140℃的条件下发生反应，得到预聚物，将预聚物经过离心过滤器过滤6分钟，取过滤液加热至35摄氏度，得到混合料C；

步骤四：称取既定量的气相二氧化硅和邻苯二甲酸二辛脂分别进行溶解，溶解时使用搅拌设备进行搅拌，搅拌速度控制在240转/min，搅拌时间为20分钟，搅拌过程中加热到95℃，搅拌结束后经过过滤器进行过滤，过滤后得到混合料D；

步骤五：将混合料B、混合料C和混合料D加入高度混合机中，然后依次加入光降解剂和光敏剂，在48℃的温度下搅拌24分钟，搅拌结束后冷却60分钟，得到软料；

步骤六：将步骤五中的软料经过塑料成型机挤出成型，即得到聚氨酯泡沫塑料。

实施例三：

一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料，包括以下成分（按质量百分比计）聚氨酯颗粒28%、脲醛树脂13%、植物淀粉12%、可降解聚酯共聚物5%、气相二氧化硅2.7%、邻苯二甲酸二辛脂2.3%、聚乙烯醇缩丁醛2%、光降解剂4%、光敏剂4.3%、催化剂为余量。

进一步地，可降解聚酯共聚物为聚乙醇酸、聚已内酯和聚己二酸乙二醇酯的共聚物，且聚乙醇酸、聚已内酯和聚己二酸乙二醇酯的比例为1:2:1。

进一步地，光降解剂为碳水化合物；光敏剂为卤化银中；催化剂为氧化镁。

一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：称取既定量的聚氨酯颗粒投放到加热机中进行加热，加热温度为92℃，加热时间为55分钟，然后取出与脲醛树脂混合，并以150r/min的速度搅拌18分钟，搅拌过程中分4次加入植物淀粉，继续搅拌至均匀，搅拌结束得到混合料A；

步骤二：取可降解聚酯共聚物加热至82℃，然后置入过滤机中进行过滤，取过滤液加入到步骤一得到的混合料A中，并加入催化剂反应，反应时间为35分钟，反应结束得到混合料B；

步骤三：称取聚乙烯醇缩丁醛，加入无水乙醚以摩尔比为1∶2：1的比例于160℃的条件下发生反应，得到预聚物，将预聚物经过离心过滤器过滤8分钟，取过滤液加热至40摄氏度，得到混合料C；

步骤四：称取既定量的气相二氧化硅和邻苯二甲酸二辛脂分别进行溶解，溶解时使用搅拌设备进行搅拌，搅拌速度控制在250转/min，搅拌时间为25分钟，搅拌过程中加热到97℃，搅拌结束后经过过滤器进行过滤，过滤后得到混合料D；

步骤五：将混合料B、混合料C和混合料D加入高度混合机中，然后依次加入光降解剂和光敏剂，在53℃的温度下搅拌27分钟，搅拌结束后冷却70分钟，得到软料；

步骤六：将步骤五中的软料经过塑料成型机挤出成型，即得到聚氨酯泡沫塑料。

实施例四：

一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料，包括以下成分（按质量百分比计）聚氨酯颗粒25%、脲醛树脂16%、植物淀粉15%、可降解聚酯共聚物7%、气相二氧化硅3.2%、邻苯二甲酸二辛脂2.7%、聚乙烯醇缩丁醛2.4%、光降解剂4.8%、光敏剂5.4%、催化剂为余量。

进一步地，可降解聚酯共聚物为聚乙醇酸、聚已内酯和聚己二酸乙二醇酯的共聚物，且聚乙醇酸、聚已内酯和聚己二酸乙二醇酯的比例为1:2:1。

进一步地，光降解剂为碳水化合物；光敏剂为偶氮二异丁氰；催化剂为氧化锌。

一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：称取既定量的聚氨酯颗粒投放到加热机中进行加热，加热温度为95℃，加热时间为60分钟，然后取出与脲醛树脂混合，并以160r/min的速度搅拌20分钟，搅拌过程中分5次加入植物淀粉，继续搅拌至均匀，搅拌结束得到混合料A；

步骤二：取可降解聚酯共聚物加热至85℃，然后置入过滤机中进行过滤，取过滤液加入到步骤一得到的混合料A中，并加入催化剂反应，反应时间为40分钟，反应结束得到混合料B；

步骤三：称取聚乙烯醇缩丁醛，加入无水乙醚以摩尔比为1∶2：1的比例于170℃的条件下发生反应，得到预聚物，将预聚物经过离心过滤器过滤10分钟，取过滤液加热至30-45摄氏度，得到混合料C；

步骤四：称取既定量的气相二氧化硅和邻苯二甲酸二辛脂分别进行溶解，溶解时使用搅拌设备进行搅拌，搅拌速度控制在260转/min，搅拌时间为30分钟，搅拌过程中加热到99℃，搅拌结束后经过过滤器进行过滤，过滤后得到混合料D；

步骤五：将混合料B、混合料C和混合料D加入高度混合机中，然后依次加入光降解剂和光敏剂，在55℃的温度下搅拌30分钟，搅拌结束后冷却80分钟，得到软料；

步骤六：将步骤五中的软料经过塑料成型机挤出成型，即得到聚氨酯泡沫塑料。

以上四组实施例均可制得聚氨酯泡沫塑料，并且本发明的配方更加的合理，该聚氨酯泡沫塑料通过以聚氨酯和脲醛树脂树脂为主要原料，配合添加可降解聚酯共聚物、气相二氧化硅、邻苯二甲酸二辛脂等多种可降解材料，使得该聚氨酯泡沫塑料可作为市场所需求的泡沫塑料的主要原料，既可以保存传统泡沫塑料的特性，又具有快速的生物降解特性，其制品消费后，在自然环境中很容易被微生物降解，与环境完全同化，不会污染环境、环保性好、降解条件宽、降解速度快；而且制备的设备要求低，具有很好的推广效果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，包括以下成分（按质量百分比计）聚氨酯颗粒25-35%、脲醛树脂12-16%、植物淀粉10-15%、可降解聚酯共聚物4-7%、气相二氧化硅2.5-3.2%、邻苯二甲酸二辛脂2.1-2.7%、聚乙烯醇缩丁醛1.8-2.4%、光降解剂3.6-4.8%、光敏剂3.8-5.4%、催化剂为余量。

2.根据权利要求1所述的一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，包括以下成分（按质量百分比计）聚氨酯颗粒35%、脲醛树脂12%、植物淀粉10%、可降解聚酯共聚物4%、气相二氧化硅2.5%、邻苯二甲酸二辛脂2.1%、聚乙烯醇缩丁醛1.8%、光降解剂3.6%、光敏剂3.8%、催化剂为余量。

3.根据权利要求1所述的一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，包括以下成分（按质量百分比计）聚氨酯颗粒32%、脲醛树脂15%、植物淀粉14%、可降解聚酯共聚物6%、气相二氧化硅3%、邻苯二甲酸二辛脂2.5%、聚乙烯醇缩丁醛2.2%、光降解剂4.4%、光敏剂4.8%、催化剂为余量。

4.根据权利要求1所述的一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，包括以下成分（按质量百分比计）聚氨酯颗粒28%、脲醛树脂13%、植物淀粉12%、可降解聚酯共聚物5%、气相二氧化硅2.7%、邻苯二甲酸二辛脂2.3%、聚乙烯醇缩丁醛2%、光降解剂4%、光敏剂4.3%、催化剂为余量。

5.根据权利要求1所述的一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，包括以下成分（按质量百分比计）聚氨酯颗粒25%、脲醛树脂16%、植物淀粉15%、可降解聚酯共聚物7%、气相二氧化硅3.2%、邻苯二甲酸二辛脂2.7%、聚乙烯醇缩丁醛2.4%、光降解剂4.8%、光敏剂5.4%、催化剂为余量。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料，其特征在于：所述可降解聚酯共聚物为聚乙醇酸、聚已内酯和聚己二酸乙二醇酯的共聚物，且聚乙醇酸、聚已内酯和聚己二酸乙二醇酯的比例为1:2:1。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种降解速度快的聚氨酯泡沫塑料，其特征在于：所述光降解剂为碳水化合物；所述光敏剂为核黄素、偶氮二异丁氰或卤化银中的任意一种；所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钡、氧化镁和氧化锌的任意一种。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的降解速度快的聚氨酯泡沫塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：称取既定量的聚氨酯颗粒投放到加热机中进行加热，加热温度为85-95℃，加热时间为40-60分钟，然后取出与脲醛树脂混合，并以120-160r/min的速度搅拌10-20分钟，搅拌过程中分2-5次加入植物淀粉，继续搅拌至均匀，搅拌结束得到混合料A；

步骤二：取可降解聚酯共聚物加热至75-85℃，然后置入过滤机中进行过滤，取过滤液加入到步骤一得到的混合料A中，并加入催化剂反应，反应时间为20-40分钟，反应结束得到混合料B；

步骤三：称取聚乙烯醇缩丁醛，加入无水乙醚以摩尔比为1∶2：1的比例于120～170℃的条件下发生反应，得到预聚物，将预聚物经过离心过滤器过滤5-10分钟，取过滤液加热至30-45摄氏度，得到混合料C；

步骤四：称取既定量的气相二氧化硅和邻苯二甲酸二辛脂分别进行溶解，溶解时使用搅拌设备进行搅拌，搅拌速度控制在220-260转/min，搅拌时间为15-30分钟，搅拌过程中加热到91-99℃，搅拌结束后经过过滤器进行过滤，过滤后得到混合料D；

步骤五：将混合料B、混合料C和混合料D加入高度混合机中，然后依次加入光降解剂和光敏剂，在45-55℃的温度下搅拌20-30分钟，搅拌结束后冷却50-80分钟，得到软料；

步骤六：将步骤五中的软料经过塑料成型机挤出成型，即得到聚氨酯泡沫塑料。