[发明专利]环氧植物油制备的聚氨酯硬质泡沫塑料及一步法制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯硬质泡沫塑料及其制备方法，更具体地说涉及一种环氧植物油制备的聚氨酯硬质泡沫塑料及一步法制备方法。 

背景技术

硬质聚氨酯泡沫塑料由于具有优异的绝热性能、良好的可塑性和加工性能，广泛应用于家用冰箱、冰柜、建筑保温与管道等行业。它是由组合聚醚(酯)多元醇、发泡剂和异氰酸酯在催化剂作用下通过化学反应而形成的泡沫制品。其中聚醚(酯)多元醇是制备聚氨酯泡沫的主要原料。随着全球经济的快速发展，全球对包括上述聚醚(酯)多元醇所有多元醇需求量在快速增长。但现有的多元醇都是石油的下游产品，由于石油资源的短缺，这些产品的价格较高。 

近年来，利用植物油制备多元醇受到广泛关注。大多数植物油是多种碳链长度为14-24的饱和及不饱和脂肪酸三甘酯(或称甘油三酯)的混合物。利用三甘酯中双键、酯键等功能基团的反应，可制得多种植物油衍生物，如环氧植物油。以植物油或植物油衍生物为主要原料，通过环氧化、开环、醇解等反应或它们的组合，可制得多种植物油多元醇。现有技术中：如中国发明专利CN 1907944A公开了“一种采用环氧菜籽油制备的生物基多元醇”，直接以环氧菜籽油为主要原料，经开环/醇解二步反应，制得生物基多元醇；中国发明专利CN1844183A也是以菜籽油为原料，经过环氧化/醇解/开环三步反应制得生物基多元醇；中国发明专利CN 101659627A公开了“采用环氧植物油经一步反应制备的高羟值生物基多元醇”，将环氧植物油与二醇胺按环氧基：氨基按一定比例，在一定温度下，同时发生环氧基开环反应和酯基酰胺化反应，得到生物基多元醇。现有这些技术中，均需对植物油的环氧基团进行开环反应，得到多元醇再与异氰酸酯进行反应，过程复杂，路线较长，成本也较高。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种采用环氧植物油经一步反应制备的聚氨酯硬质塑料泡沫，反应主要利用胺类催化剂组分所提供的碱性催化条件及一定的温度条件下，促使NCO基团与环氧基团的反应，生成噁唑烷酮结构。反应式如下： 

本发明还提供该硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法。 

本发明的环氧植物油制备的硬质聚氨酯泡沫塑料，其是由以下组分按重量比制备而成： 

环氧植物油                    10～90份 

通用硬泡聚醚或聚酯多元醇      10～90份 

物理发泡剂                    0～25份 

水                            0.1～7份 

催化剂                        0.1～10份 

匀泡剂                        0.5～2.5份 

                              异氰酸酯用量为使体系的异 

异氰酸酯 

                              氰酸酯指数在1.0～3.0之间。 

本发明的环氧植物油制备的硬质聚氨酯泡沫塑料，其进一步的技术方案是所述的环氧植物油为环氧大豆油、环氧菜籽油、环氧棕桐油、环氧棕搁壳油、环氧蓖麻油、环氧亚麻籽油、环氧椰子油、环氧棉籽油、环氧亚麻籽油、环氧橄榄油或环氧葵花油。 

本发明的环氧植物油制备的硬质聚氨酯泡沫塑料，其进一步的技术方案还可以是所述的异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基二异氰酸酯、多次甲基多苯基多异氰酸酯或者它们的混合物；优选多次甲基多苯基多异氰酸酯。 

本发明的环氧植物油制备的硬质聚氨酯泡沫塑料，其进一步的技术方案还可以是所述的催化剂为胺类催化剂或胺类和锡类催化剂的混合物；再进一步的技术方案是所述的催化剂是胺类催化剂和锡类催化剂的混合物时，其中胺类催化剂应占催化剂混合物总重量的30％以上；更进一步的技术方案是所述的胺类催化剂为N，N-二甲基环己胺、三亚乙基二胺、二甲基苄胺、N，N′，N”-三(二甲氨丙基)-六氢三嗪、三乙醇胺、异丙醇胺、五甲基-二乙烯三胺和季胺盐中的一种或其组合；所述的环氧植物油制备的硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于所述的锡类催化剂为二月桂酸二正丁基锡。 

本发明的环氧植物油制备的硬质聚氨酯泡沫塑料，其进一步的技术方案还可以是所述的匀泡剂是硅-氧或硅-碳型表面活性剂；所述的物理发泡剂为HCFC-141b、环戊烷、异戊烷、HFC-245fa，HFC-365mfc中的任一种或多种任意比例的混合物。