CN116554497A - 利用木质素制备多元醇和制备生物基高分子材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用木质素制备多元醇和制备生物基高分子材料的方法，属于高分子化学合成领域。本发明方法以木质素材料、木质素溶剂、亲核试剂和bronsted酸为原料，一锅法制备木质素多元醇。不仅工艺简单、成本低，得到的木质素多元醇更是具有官能度可调节性强，反应活性高，与其他聚醚多元醇相容性好等特点，可代替石油基多元醇制备聚氨酯橡胶体、水性胶、泡沫、乳液、涂料等化工产品。
Description
技术领域
本发明公开了一种利用木质素制备多元醇和制备生物基高分子材料的方法，属于高分子化学合成领域。
背景技术
多元醇是合成聚氨酯材料(如：聚氨酯泡沫、聚氨酯涂料、胶黏剂等)的主要原料之一。目前，用于合成商业聚氨酯材料的多元醇是石油基且不可再生的，在自然界中难以降解。因此，生物基多元醇的制备是近年来多元醇的重要研究方向。专利CN202211395088.2公开了蓖麻油生物基多元醇的制备方法及在软包装胶黏剂的应用：首先将蓖麻油、丙三醇、二乙二醇合成蓖麻油基多元醇，再与甲酸和磷酸反应合成蓖麻油基环氧多元醇。专利CN200610039780.6公开了一种利用菜籽油制备的生物基多元醇：将菜籽油进行醇解反应生成不饱和脂肪酸单酯，再加入环氧化剂生成环氧脂肪酸单酯，最后加入含活泼氢的亲核剂生成羟基脂肪酸单酯，即菜籽油基多元醇。然而，植物油具有不饱和双键，需要通过环氧化反应转化为羟基，这可能会增加生产成本和时间。并且植物油制备聚氨酯材料的一个明显缺点是机械强度低，不能满足产品应用的特定要求。
木质素作为造纸过程的副产物，是地球上第二丰富的可再生芳香族聚合物。在木质纤维素原料中，木质素重量占比为10-35％，能量占比高达40％。据统计，目前全球木质素年产量约为5000万吨，但只有5％的木质素被用作低价值的商业产品，大部分仍以黑液的形式排入河流或经浓缩后用做日常燃料燃烧。木质素产量丰富价格低廉，且分子结构中存在羰基、醛基、酚羟基、醇羟基、甲氧基、共轭双键等基团，采用木质素制备生物基多元醇不仅是石油基多元醇绿色的、环境友好的替代品，更重要的是，木质素基多元醇使得聚氨酯工业朝着可降解的方向发展。专利CN201010207482.X公开了一种木质素胺基多元醇及其制备方法，该方法以纯化木质素为原料与甲醛、二乙醇胺通过Mannich反应制备木质素胺基多元醇。然而，该方法合成过程中使用了不可替代的甲醛溶剂，尽管引入了叔胺基及羟基，提高了反应活性，但是甲醛的使用导致合成过程并不环保。专利CN202210040955.4公开了一种改性木质素多元醇及其制备方法，该方法通过主链接枝法的方式将环状酯单体接枝到木质素骨架上，合成了以木质素大分子为核心的星形聚合物。然而合成过程中需要采用有机溶剂(N,N-二甲基甲酰胺或四氢呋喃)来溶解木质素，造成了环境的污染。也有发明专利将在胺催化剂催化下的固体多元醇先与部分环氧化合物开环制成液体多元醇，再加入木质素磺酸盐共混，如专利CN201410638151.X。但是该方法反应时间较长且制备过程较为繁琐，不利于工业化生产。专利CN202111550793.0公开了一种含木质素聚酯多元醇的制备方法，该方法通过可见光介导聚合反应调控聚合过程，操作简单，但是所制备的木质素多元醇羟值较低，仅为33-57mgKOH/g。专利CN201010265644.5公开了一种植物纤维基多元醇及制备方法和应用，首先用NaOH溶液将植物纤维原料中的木质素和半纤维素溶出得到低纯度纤维素，再经酸析法将木质素沉淀出来；低纯度纤维素和木质素分别液化，液化产物混合均匀后得到植物多元醇，该方法得到的羟值较高，但是过程较为复杂。
发明内容
本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种利用木质素制备多元醇的方法。该方法克服了木质素制备多元醇活性低的困难，且化学品消耗低、无污染，更重要的是木质素或木质纤维生物质无需任何提纯或组分分离处理即可一步制备，不仅操作安全，更利于生物基高分子材料的产业化。
本发明进一步的技术任务是提供一种制备生物基高分子材料的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：利用木质素制备多元醇的方法，其特点是木质素材料与木质素溶剂、亲核试剂和bronsted酸混合均质，在80-160℃反应30-200min完成液化，调节液化产物pH至6.5-7.5，过滤脱水后得到木质素多元醇，所述木质素材料为木质素粉或木质纤维生物质粉末。
当木质素材料为木质纤维生物质粉末时，本发明利用木质素制备多元醇的方法优选为：木质素材料与木质素溶剂、亲核试剂、bronsted酸和水混合均质，在80-160℃反应30-200min完成液化，调节液化产物pH至6.5-7.5，过滤脱水后得到木质素多元醇。
作为优选，所述木质素材料为低温脱水后的无水木质素粉或无水木质纤维生物质粉末，其粒度为80-120目。木质素材料的低温脱水温度可以是50-70℃，优选为55-65℃，低温脱水时间可以是18-36h，优选为22-30h。
作为优选，木质素材料选用木质素粉时，液化温度为90-140℃，特别优选为110-140℃；液化时间为50-150min，特别优选为60-130min。
木质素材料选用木质纤维生物质粉末时，液化温度为100-150℃，特别优选为130-140℃；液化时间为50-180min，特别优选为120-150min。
作为优选，木质素粉的原料包括但不限于针叶木木质素、阔叶木木质素、非木材木质素。木质素粉的种类包括但不限于碱木质素、酶解木质素、木质素磺酸盐等工业木质素。
作为优选，所述木质纤维生物质包括但不限于松木、桉木、杨木、杉木、玉米秸秆、小麦秸秆、高粱秸秆、芦苇秸秆、甘蔗秸秆、水稻秸秆、棉花秸秆、麻杆等。
作为优选，所述木质素溶剂为含有羟基的聚合物，包括聚丙二醇200、聚丙二醇400、聚丙二醇600、聚丙二醇800、聚四氢呋喃250和/或聚四氢呋喃650。
作为优选，木质素粉和木质素溶剂的质量比为1:(2-10)，特别优选为1:(2-5)。
作为优选，木质纤维生物质粉末和木质素溶剂的质量比为1:(4-12)，特别优选为1:(4-8)。
作为优选，所述亲核试剂为醇类、酚类、醌类、胺类化合物，包括季戊四醇、二缩三乙二醇、二乙二醇、乙二醇、丁二醇、蒽醌、苯醌、苯酚、二乙胺和/或三乙胺。
作为优选，木质素材料与亲核试剂的质量比可以是1:(0.3-3)，其中，木质素粉与亲核试剂的质量比优选为1:(0.5-2)，特别优选为1:(1-2)，木质纤维生物质粉末与亲核试剂的质量比优选为1:(1-3)，特别优选为1:(2-3)。
作为优选，所述bronsted酸为乙酸、丙酸、丁酸、己二酸、乙二酸、苯甲酸、苯乙酸、邻苯二酚、对苯二甲酸、柠檬酸、对甲苯磺酸、草酸、盐酸、碳酸、硫酸和磷酸中的一种或两种以上酸的混合物。
作为优选，bronsted酸的用量是木质素材料质量的2-15％，其中，bronsted酸的用量优选为木质素粉质量的3-10％，特别优选为木质素粉质量的5-10％；bronsted酸的用量优选为木质纤维生物质粉末质量的3-12％，特别优选为木质纤维生物质粉末质量的5-12％。
作为优选，木质纤维生物质粉末与水的质量比为1:(0.5-1)，优选为1:(0.65-1)，以利于木质素溶出。
以本发明上述方法制备的多元醇，其羟值非常高，具有很好的反应活性，可替代部分或全部聚醚多元醇以制备生物基高分子材料。
所述生物基高分子材料包括生物基橡胶体、生物基水性胶、生物基乳液及涂料，或者生物基聚氨酯泡沫等。
作为优选，将聚醚多元醇和木质素多元醇的混合物加热至65-80℃，加入扩链剂、催化剂和异氰酸酯单体反应5-8h，将反应后的混合物在50-70℃下固化18-48h即可得到生物基橡胶体。
生物基橡胶体制备过程中，聚醚多元醇和木质素多元醇的质量比优选为(70-99.9):(0.1-30)，异氰酸酯数优选为1.5-2.1；所述聚醚多元醇优选为聚丙二醇400、聚丙二醇600、聚乙二醇400、聚乙二醇600中的一种或两种以上物质的混合物；所述异氰酸酯单体优选为六亚甲基二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯；所述扩链剂为小分子的多元醇，优选为乙二醇、丙二醇、丙三醇或丁二醇，扩链剂的用量为多元醇总质量的3-5％；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或有机铋(如BiCAT8118、DY-20、BiCAT8106等)，催化剂的用量为多元醇总质量的0.15-0.5％，优选为0.25-0.4％。
将聚醚多元醇和木质素多元醇的混合物加热至80-90℃，缓慢加入异氰酸酯单体预聚1-3h；然后向反应体系中加入引入剂和少量催化剂反应0.5-2h；待反应体系温度降至30-40℃，加入三乙胺搅拌15-20min；最后加入适量去离子水乳化2-3min即可得到生物基水性胶。
生物基水性胶制备过程中，聚醚多元醇和木质素多元醇的质量比优选为(50-99.9):(0.1-50)，异氰酸酯数优选为0.8-1.3，固含优选为10-40％；所述聚醚多元醇优选为聚丙二醇200、聚丙二醇400、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚四氢呋喃250中的一种或两种以上物质的混合物；所述异氰酸酯单体优选为六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯；所述引入剂为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸，引入剂的用量为多元醇总质量的8-15％，优选为8-12％；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或有机铋(如BiCAT8118、DY-20、BiCAT8106等)，催化剂的用量为多元醇总质量的0.2-0.5％，优选为0.2-0.4％，三乙胺的用量为多元醇总质量的8-15％，优选为8-12％。
作为优选，将聚醚多元醇和木质素多元醇的混合物加热至80-90℃，缓慢加入异氰酸酯单体预聚1-3h；然后向反应体系中加入引入剂和少量催化剂反应0.5-2h；反应结束后加入扩链剂进行链增长反应，并机械搅拌1-3h，反应体系温度降至30-40℃，加入三乙胺搅拌15-20min；最后加入适量去离子水乳化2-3min即可得到生物基乳液及涂料。
生物基乳液及涂料制备过程中，聚醚多元醇和木质素多元醇的质量比优选为(50-99.9):(0.1-50)，异氰酸酯数优选为1-1.5，固含优选为10-50％；所述聚醚多元醇优选为聚丙二醇200、聚丙二醇400、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚四氢呋喃250中的一种或两种以上物质的混合物；所述异氰酸酯单体优选为异氰酸酯单体为六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯；所述引入剂为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸，引入剂的用量为多元醇总质量的8-15％，优选为8-12％，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或有机铋(如BiCAT8118、DY-20、BiCAT8106等)，催化剂的用量为多元醇总质量的0.2-0.5％，优选为0.2-0.4％，所述扩链剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇或丁二醇，扩链剂的用量为多元醇总质量的10-25％，优选为12-20％，三乙胺的用量为多元醇总质量的8-15％，优选为8-12％。
作为优选，将聚醚多元醇和木质素多元醇的混合物或者木质素多元醇加热至50-70℃，加入水、催化剂和异氰酸酯单体，混合物料快速搅拌20-30s，然后在40-70℃下固化24-72h即可得到生物基聚氨酯泡沫。
生物基聚氨酯泡沫制备过程中，水的用量优选为多元醇总质量的0.2-0.5％，异氰酸酯数优选为1-1.2；所述聚醚多元醇优选为聚丙二醇200、聚丙二醇400、聚丙二醇600、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚四氢呋喃250、聚四氢呋喃650中的一种或两种以上物质的混合物；所述异氰酸酯单体优选为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或有机铋(如BiCAT8118、DY-20、BiCAT8106等)，催化剂的用量为多元醇总质量的0.1-0.6％，优选为0.25-0.5％。
和现有技术相比，本发明利用木质素制备多元醇和制备生物基高分子材料的方法具有以下突出的有益效果：
(一)本发明采用一锅法制备木质素多元醇，所采用的工业木质素或木质纤维原料无需任何预处理、精炼提纯或组分分离，大大减少了生产成本和时间。
(二)与其他生物基多元醇相比，本发明制备的多元醇官能度可调节性强，反应活性高(羟值可达350mgKOH/g左右)，且与其他聚醚多元醇相容性好，可代替石油基多元醇制备涂料、胶黏剂、橡胶、聚氨酯泡沫等化工产品。
(三)本发明制备方法是在温度比较温和，反应时间较短的条件下进行的，且反应过程中无需加入任何有机溶剂来溶解木质素，绿色环保。
(四)原料廉价可再生，购买方便，所制备的多元醇同时具有抗紫外、抗氧化等优异性能，对于木质素工业化应用有良好的指导价值。
(五)制备多元醇的方法简单、实施方便、相对于石油基多元醇成本低廉。
(六)本发明所述木质素多元醇制备出的高分子材料降解性强，符合我国关于可降解材料绿色生产的规划。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
各实施例所用木质素材料均为60℃下脱水24h得到的无水材料。
如无特别说明，下述所用各成分的含量为质量百分比含量。
【实施例一】以针叶木硫酸盐木质素为原料、聚丙二醇600为木质素溶剂、二乙二醇为亲核试剂和硫酸的多元体系制备木质素多元醇
将21g 80目的硫酸盐木质素置于三颈烧瓶中，随后加入42g聚丙二醇600、21g二乙二醇、1.05g质量分数98％的硫酸，充分搅拌均匀后，在130℃下反应90min。反应结束将三颈烧瓶冷却至室温，用10％的NaOH溶液调节液化产物pH至中性后过滤残渣，脱水后即可得到木质素多元醇。经检测，所得产物的羟值为358mgKOH/g，分子量为1292g/mol，粘度为5900mPa.s。
【实施例二】以针叶木硫酸盐木质素为原料、聚丙二醇400为木质素溶剂、二乙二醇为亲核试剂、盐酸的多元体系制备木质素多元醇
将21g 80目的硫酸盐木质素置于三颈烧瓶中，随后加入63g聚丙二醇400、31.5g二乙二醇、1.47g质量分数38％的盐酸，充分搅拌均匀后，在140℃下反应60min。反应结束将三颈烧瓶冷却至室温，用10％的NaOH溶液调节液化产物pH至中性后过滤残渣，脱水后即可得到木质素多元醇。经检测，所得产物的羟值为390mgKOH/g，分子量为950g/mol，粘度为4850mPa.s。
【实施例三】以阔叶木硫酸盐木质素为原料、聚丙二醇400为木质素溶剂、丁二醇为亲核试剂、硫酸的多元体系制备木质素多元醇
将21g 100目的硫酸盐木质素置于三颈烧瓶中，随后加入42g聚丙二醇400、21g丁二醇、1.26g质量分数98％的硫酸，充分搅拌均匀后，在150℃下反应60min。反应结束将三颈烧瓶冷却至室温，用10％的NaOH溶液调节液化产物pH至中性后过滤残渣，脱水后即可得到木质素多元醇。经检测，所得产物的羟值为372mgKOH/g，分子量为1255g/mol，粘度为5700mPa.s。
【实施例四】以阔叶木硫酸盐木质素为原料、聚丙二醇200为木质素溶剂、丁二醇为亲核试剂、磷酸的多元体系制备木质素多元醇
将21g 120目的硫酸盐木质素置于三颈烧瓶中，随后加入73.5g聚丙二醇200、37.8g丁二醇、1.68g质量分数85％的磷酸，充分搅拌均匀后，在100℃下反应150min。反应结束将三颈烧瓶冷却至室温，用10％的NaOH溶液调节液化产物pH至中性后过滤残渣，脱水后即可得到木质素多元醇。经检测，所得产物的羟值为415mgKOH/g，分子量为856g/mol，粘度为4000mPa.s。
【实施例五】以玉米秸秆酶解木质素为原料、聚丙二醇400为木质素溶剂、乙二醇为亲核试剂、盐酸的多元体系制备木质素多元醇
将21g 120目的玉米秸秆酶解木质素置于三颈烧瓶中，随后加入63g聚丙二醇400、31.5g乙二醇、2.1g质量分数38％的盐酸，充分搅拌均匀后，在110℃下反应130min。反应结束将三颈烧瓶冷却至室温，用10％的NaOH溶液调节液化产物pH至中性后过滤残渣，脱水后即可得到木质素多元醇。经检测，所得产物的羟值为376mgKOH/g，分子量为1043g/mol，粘度为4200mPa.s。
【实施例六】以针叶木木质素磺酸钠为原料、聚四氢呋喃650为木质素溶剂、二乙二醇为亲核试剂、硫酸的多元体系制备木质素多元醇
将21g 100目的木质素磺酸钠置于三颈烧瓶中，随后加入84g聚四氢呋喃650、42g二乙二醇、1.68g质量分数98％的硫酸，充分搅拌均匀后，在140℃下反应80min。反应结束将三颈烧瓶冷却至室温，用10％的NaOH溶液调节液化产物pH至中性后过滤残渣，脱水后即可得到木质素多元醇。经检测，所得产物的羟值为295mgKOH/g，分子量为1300g/mol，粘度为3850mPa.s。
【实施例七】以杨木为原料、乙二醇为木质素溶剂、二乙二醇为亲核试剂、硫酸和水的多元体系制备木质素多元醇
将10g 120目的杨木粉置于耐压瓶中，随后加入52g乙二醇、20g二乙二醇、1g质量分数98％的硫酸和8g水，充分搅拌均匀后，在140℃下反应150min。反应结束将耐压瓶冷却至室温，过滤残渣后用10％的NaOH溶液调节产物pH至中性，脱水后即可得到木质素多元醇。经检测，所得产物的羟值为330mgKOH/g，分子量为695g/mol，粘度为2300mPa.s。
【实施例八】以小麦秸秆为原料、聚丙二醇600为木质素溶剂、二乙二醇为亲核试剂、对甲苯磺酸和水的多元体系制备木质素多元醇
将10g 100目的杨木粉置于耐压瓶中，随后加入60g聚丙二醇600、30g二乙二醇、1.2g纯度为98％的对甲苯磺酸和10g水，充分搅拌均匀后，在130℃下反应120min。反应结束将耐压瓶冷却至室温，过滤残渣后用10％的NaOH溶液调节产物pH至中性，脱水后即可得到木质素多元醇。经检测，所得产物的羟值为290mgKOH/g，分子量为745g/mol，粘度为2150mPa.s。
【实施例九】以木质素多元醇和聚醚多元醇的混合物制备聚氨酯泡沫
称取实施例一得到的木质素多元醇12g，然后与8g聚醚多元醇搅拌均匀并加热至60℃。然后向多元醇混合物中分别加入0.05g二月桂酸二丁基锡，0.05g去离子水和15.93g六亚甲基二异氰酸酯。将所有原料混合后快速搅拌25s，然后倒入开放式模具中，在50℃烘箱中固化24h即可得到木质素基聚氨酯泡沫。
经测量该泡沫的密度为0.185g/cm3，压缩模量为0.95kPa，且泡沫细胞呈现出开孔状态。
【实施例十】以木质素多元醇制备聚氨酯泡沫
称取实施例一得到的木质素多元醇20g并加热至60℃。然后向木质素多元醇中分别加入0.08g二月桂酸二丁基锡，0.07g去离子水和11.29g六亚甲基二异氰酸酯。将所有原料混合后快速搅拌30s，然后倒入开放式模具中，在50℃烘箱中固化48h即可得到木质素基聚氨酯泡沫。
经测量该泡沫的密度为0.236g/cm3，压缩模量为0.91kPa，且泡沫细胞呈现出开孔状态。化学降解实验发现，未加木质素多元醇的泡沫降解缓慢，但是该方法制备的泡沫在两小时内即可降解。
【实施例十一】以木质素多元醇和聚醚多元醇的混合物制备水性胶
称取实施例一得到的木质素多元醇12g，然后与28g聚醚多元醇搅拌均匀并加热至80℃，缓慢加入45.8g异佛尔酮二异氰酸酯预聚2h；然后向反应体系中加入4g二羟甲基丙酸和0.1g二月桂酸二丁基锡反应1h；待反应体系降至40℃，加入4g三乙胺搅拌15min；最后加入200g去离子水乳化2min即可得到木质素基水性聚氨酯。
木质素基水性聚氨酯用于水性胶的检测：
方法一：将木质素基水性聚氨酯均匀涂在板子两侧，单面施胶量为120g/m2，将刷涂好的木板进行热压，热压温度为140℃，热压时间6min，压力1.0MPa。经计算胶合强度为4.52MPa。
方法二：将木质素基水性聚氨酯均匀涂在板子两侧，单面施胶量为120g/m2，将刷涂好的木板用手按压10s然后放至105℃烘箱固化2h即可制备完成。经计算胶合强度为1.10MPa，胶合强度大于国标要求。
Claims (10)
1.利用木质素制备多元醇的方法，其特征在于：木质素材料与木质素溶剂、亲核试剂和bronsted酸混合均质，在80-160℃反应30-200min完成液化，调节液化产物pH至6.5-7.5，过滤脱水后得到木质素多元醇，所述木质素材料为木质素粉或木质纤维生物质粉末。
2.根据权利要求1所述的利用木质素制备多元醇的方法，其特征在于：木质素材料与木质素溶剂、亲核试剂、bronsted酸和水混合均质，在80-160℃反应30-200min完成液化，调节液化产物pH至6.5-7.5，过滤脱水后得到木质素多元醇，所述木质素材料为木质纤维生物质粉末。
3.根据权利要求1或2所述的利用木质素制备多元醇的方法，其特征在于：
所述木质素溶剂包括聚丙二醇200、聚丙二醇400、聚丙二醇600、聚丙二醇800、聚四氢呋喃250和/或聚四氢呋喃650，木质素粉和木质素溶剂的质量比是1:(2-10)，木质纤维生物质粉末和木质素溶剂的质量比可以是1:(4-12)；
所述亲核试剂为醇类、酚类、醌类、胺类化合物，木质素材料与亲核试剂的质量比是1:(0.3-3)。
4.根据权利要求1或2所述的利用木质素制备多元醇的方法，其特征在于：所述bronsted酸为乙酸、丙酸、丁酸、己二酸、乙二酸、苯甲酸、苯乙酸、邻苯二酚、对苯二甲酸、柠檬酸、对甲苯磺酸、草酸、盐酸、碳酸、硫酸和磷酸中的一种或两种以上酸的混合物，bronsted酸的用量是木质素材料质量的2-15％。
5.根据权利要求2所述的利用木质素制备多元醇的方法，其特征在于：木质纤维生物质粉末与水的质量比为1:(0.5-1)。
6.制备生物基高分子材料的方法，其特征在于：以权利要求1-5任意一项所述木质素多元醇，或者以聚醚多元醇和权利要求1-5任意一项所述木质素多元醇的混合物制备生物基高分子材料，所述生物基高分子材料包括生物基橡胶体、生物基水性胶、生物基乳液及涂料，或者生物基聚氨酯泡沫。
7.根据权利要求6所述的制备生物基高分子材料的方法，其特征在于：将聚醚多元醇和木质素多元醇的混合物加热至65-80℃，加入扩链剂、催化剂和异氰酸酯单体反应5-8h，将反应后的混合物在50-70℃下固化18-48h即可得到生物基橡胶体，
聚醚多元醇和木质素多元醇的质量比为(70-99.9):(0.1-30)，异氰酸酯数为1.5-2.1，所述聚醚多元醇为聚丙二醇400、聚丙二醇600、聚乙二醇400、聚乙二醇600中的一种或两种以上物质的混合物，所述异氰酸酯单体为六亚甲基二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述扩链剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇或丁二醇，扩链剂的用量为多元醇总质量的3-5％；
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或有机铋，催化剂的用量为多元醇总质量的0.15-0.5％。
8.根据权利要求6所述的制备生物基高分子材料的方法，其特征在于：将聚醚多元醇和木质素多元醇的混合物加热至80-90℃，缓慢加入异氰酸酯单体预聚1-3h；然后向反应体系中加入引入剂和少量催化剂反应0.5-2h；待反应体系温度降至30-40℃，加入三乙胺搅拌15-20min；最后加入适量去离子水乳化2-3min即可得到生物基水性胶，
聚醚多元醇和木质素多元醇的质量比为(50-99.9):(0.1-50)，异氰酸酯数为0.8-1.3，固含为10-40％，所述聚醚多元醇为聚丙二醇200、聚丙二醇400、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚四氢呋喃250中的一种或两种以上物质的混合物，所述异氰酸酯单体为六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯；
所述引入剂为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸，引入剂的用量为多元醇总质量的8-15％；
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或有机铋，催化剂的用量为多元醇总质量的0.2-0.5％；
三乙胺的用量为多元醇总质量的8-15％。
9.根据权利要求6所述的制备生物基高分子材料的方法，其特征在于：将聚醚多元醇和木质素多元醇的混合物加热至80-90℃，缓慢加入异氰酸酯单体预聚1-3h；然后向反应体系中加入引入剂和少量催化剂反应0.5-2h；反应结束后加入扩链剂进行链增长反应，并机械搅拌1-3h，反应体系温度降至30-40℃，加入三乙胺搅拌15-20min；最后加入适量去离子水乳化2-3min即可得到生物基乳液及涂料，
聚醚多元醇和木质素多元醇的质量比为(50-99.9):(0.1-50)，异氰酸酯数为1-1.5，固含为10-50％，所述聚醚多元醇为聚丙二醇200、聚丙二醇400、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚四氢呋喃250中的一种或两种以上物质的混合物，所述异氰酸酯单体为异氰酸酯单体为六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯；
所述引入剂为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸，引入剂的用量为多元醇总质量的8-15％；
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或有机铋，催化剂的用量为多元醇总质量的0.2-0.5％；
所述扩链剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇或丁二醇，扩链剂的用量为多元醇总质量的10-25％；
三乙胺的用量为多元醇总质量的8-15％。
10.根据权利要求6所述的制备生物基高分子材料的方法，其特征在于：将聚醚多元醇和木质素多元醇的混合物或者木质素多元醇加热至50-70℃，加入水、催化剂和异氰酸酯单体，混合物料快速搅拌20-30s，然后在40-70℃下固化24-72h即可得到生物基聚氨酯泡沫，
所述聚醚多元醇为聚丙二醇200、聚丙二醇400、聚丙二醇600、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚四氢呋喃250、聚四氢呋喃650中的一种或两种以上物质的混合物，
水的用量为多元醇总质量的0.2-0.5％，异氰酸酯数为1-1.2，所述异氰酸酯单体为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯；
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或有机铋，催化剂的用量为多元醇总质量的0.1-0.6％。
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