[发明专利]一种油菜秸秆基聚氨酯硬泡材料及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种油菜秸秆基聚氨酯硬泡材料及其制备方法，属于高分子材料领域。

背景技术

阻燃聚氨酯硬泡材料具有阻燃性、密度小、导热系数低、隔热保温性好、隔音、防震等特点，被广泛应用于冰箱、冷库、喷涂、热力管线、建筑等领域，特别是在建筑外墙保温材料方面。随着国家对建筑节能保温行业的重视，阻燃聚氨酯硬泡材料的消费量日益增加。

制备聚氨酯硬泡材料的原料有多元醇（聚醚多元醇、聚酯多元醇）、黑料及催化剂、发泡剂、稳定剂等，其中多元醇是制备聚氨酯硬泡材料的主要原料。通常，该多元醇主要来自环氧丙烷、环氧乙烷以及丙二醇、丙三醇、蔗糖和山梨糖醇等石油化工的下游产品。由于石化资源是不可再生资源，其数量日渐枯竭，且价格居高不下，这不仅极大限制聚氨酯材料的健康发展，还因难以在自然界降解而不可避免带来的环境污染问题。采用生物质资源制备聚氨酯硬泡材料，不仅能使大量废弃的生物质资源增值转化，还能减少对石化资源产品的依赖性、降低生产成本，同时制备的聚氨酯硬泡材料还具有生物降解性，在一定程度上减少白色污染、保护环境。

王洪喜先将杉木粉和毛竹粉在低相对分子质量多元醇中液化，制备植物聚醚酯多元醇，再将其与聚醚多元醇、聚酯多元醇、催化剂、发泡剂等组成发泡基料，最后将发泡基料与异氰酸酯和助剂混合反应制备植物聚氨酯硬泡。所制备的聚氨酯硬泡材料具有较好的生物降解性和较高的机械强度[中国专利号：201310400327.3]。

李栋等制备了一种含有植物油渣的生物质基聚氨酯泡沫。先将玉米芯或稻草在低相对分子质量多元醇中液化得到液化产物，再将液化产物与催化剂、泡沫稳定剂及菜籽油渣或大豆油渣混合均匀，最后加入异氰酸酯反应，得到生物质基聚氨酯泡沫[中国专利号201110324683.2]。

田春蓉等采用稻壳为原料制备了聚氨酯泡沫塑料，该发明的聚氨酯泡沫塑料具有较好的保温隔热性能及可降解性能[中国专利号201210110735.0]。

敖日格勒等公开了一种木质素聚氨酯的制备方法。先将氢氧化钠抽提分离的木质素用有机溶剂溶解，除去残渣后用水沉淀，再用环氧化物（环氧乙烷、环氧丙烷、环氧氯丙烷）进行改性。最后将所得的改性木质素溶于醇类，与异氰酸酯等原料复配得到聚氨酯材料[中国专利号200910193436.6]。

众所周知，油菜秸秆是最常见的农林废弃物，是一种宝贵的生物资源。从分子组成来看，油菜秸秆的主要化学成分是纤维素（含量25%~30%）、半纤维素（含量15%~20%）和木质素（含量20%~30%），三者共同特点是分子结构中富含羟基。理论上其经液化活化处理后可代替石油聚醚或聚酯多元醇，用于制备聚氨酯硬泡材料。但目前尚未见到有关利用油菜秸秆制备生物质阻燃聚氨酯硬泡材料的研究报道。

由于上述的以木粉、植物油渣、稻壳、木质素等生物质为基础原料合成的聚氨酯泡沫还存在阻燃性能差、应用受限制等技术问题，而本发明正是为了解决该技术问题而提出的一种油菜秸秆基聚氨酯硬泡材料及制备方法。因而迫切需要发展以油菜秸秆为原料，制备生物质阻燃聚氨酯硬泡材料技术。

发明内容

本发明的目的之一在于为了解决上述阻燃性能差、应用受限制等技术问题而提供一种油菜秸秆基聚氨酯硬泡材料，该油菜秸秆基聚氨酯硬泡材料低成本、附加值高。

本发明的目的之二在于提供上述的一种油菜秸秆基聚氨酯硬泡材料的制备方法，该制备方法以油菜秸秆基聚醚多元醇为基础原料，因此具有操作安全、绿色环保、成本低廉等优点。

本发明的技术方案

一种油菜秸秆基聚氨酯硬泡材料，由A和B两种组分组成，按质量比计算，A组分：B组分为1:1~1.6；

其中A组分按重量份数计算，其组成及含量如下：

油菜秸秆基聚醚多元醇           20~40份

阻燃剂                         10~15份

发泡催化剂                     1~5份

泡沫稳定剂                     0.5~1.0份

发泡剂                         1~3份

水                             1~3份

        所述的阻燃剂为甲基磷酸二甲酯（DMMP）、三（2-氯丙基）磷酸酯（TCPP）、三（2-氯乙基）磷酸酯、三溴辛戊醇、三聚氰胺、氢氧化铝、氢氧化镁、聚磷酸胺中的一种或两种以上的混合物；