[发明专利]聚氨酯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及包膜领域，尤其是涉及一种聚氨酯材料及其制备方法。

背景技术

目前，我国肥料用量约占世界化肥总量的1/3。但是据有关资料显示，我国应用最为广泛的氮肥利用率仅为30％～35％，与发达国家的50％～55％的利用率相差较悬殊。化肥利用率低导致在作物的一个生长周期中需进行多次施肥，过量肥料在植物根际积累，不仅会破坏植物根系细胞结构，造成盐害，导致作物减产甚至死亡，还会破坏土壤结构，导致土壤退化以及地表和地下水体污染等。因此，国家在“十五”、“十一五”规划中，都指出需要发展新型肥料。其中发展的重点领域之一就是缓释肥料。

缓释肥料(Slow release fertilizers)简称SRFs，其特点是肥料施入土壤后，转变为植物可直接吸收利用的有效态养分的释放速率比普通速溶性肥料小得多，对作物的有效性比普通肥料的肥效长。符合节能减排的要求，满足我国国情的需要。从缓释肥料的应用价值和长远利益来看，发展缓控释肥料将成为肥料行业发展的必然趋势。

目前缓释肥料的主要研究方向为高分子材料包裹的包膜型缓释肥料。大量研究表明，施用有机高分子聚合物包膜缓释肥料能够显著提高肥料利用效率，降低养分损失和对环境造成的污染。但是高分子材料包裹的包膜型缓释肥料的发展还存在以下问题：1.有机高分子聚合物包膜肥料养分控释效果好，但是其养分释放时间还是不能与作物需肥时间很好的吻合；2.其养分释放完后，残留在土壤中的有机聚合物空壳难以降解，多年施用会对土壤环境造成污染；3.国内研制的成膜材料多以有机溶剂为主，毒性较高，破坏臭氧层，造成大气污染。鉴于以上问题，大大限制了包膜型缓释肥料的实际应用。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题为提供一种聚氨酯材料，本发明提供的聚氨酯材料具有良好的强度和韧性，无毒、可降解。

本发明提供了一种聚氨酯材料，由第一聚氨酯预聚体、第二聚氨酯预聚体和扩链剂反应得到；

所述第一聚氨酯预聚体由甲苯二异氰酸酯和对苯二异氰酸酯中的一种或几种与多羟基化合物反应制备；

所述第二聚氨酯预聚体由4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和萘二异氰酸酯中的一种或几种与多羟基化合物反应制备。

优选的，所述多羟基化合物选自多羟基植物油。

优选的，所述多羟基植物油选自蓖麻油、经过羟基化改性的大豆油、经过羟基化改性的桐油和经过羟基化改性的葵花籽油中的一种或几种。

优选的，所述扩链剂选自2,2-二羟甲基丙酸、2,2-二羟甲基丁酸及3,5-二羟甲基苯甲酸中的一种或几种。

优选的，第一聚氨酯预聚体的分子量为1500～3000。

本发明提供了一种聚氨酯材料的制备方法，包括：

A)甲苯二异氰酸酯和对苯二异氰酸酯中的一种或几种与多羟基化合物反应，得到第一聚氨酯预聚体；

4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和萘二异氰酸酯中的一种或几种与多羟基化合物反应，得到第二聚氨酯预聚体；

B)第一聚氨酯预聚体、第二聚氨酯预聚体和扩链剂反应，得到聚氨酯材料。

优选的，所述步骤A)中甲苯二异氰酸酯和对苯二异氰酸酯中的一种或几种与多羟基化合物的摩尔比为1～4:1。

优选的，所述步骤B)之后还包括将所述聚氨酯材料与三乙胺反应得到水性聚氨酯材料。

优选的，所述步骤A)中得到第一聚氨酯预聚体的反应温度为70～80℃，反应时间为3～5h。

优选的，所述步骤B)中第一聚氨酯预聚体和第二聚氨酯预聚体的摩尔比为1:1～2。

与现有技术相比，本发明提供了一种聚氨酯材料，由第一聚氨酯预聚体、第二聚氨酯预聚体和扩链剂反应得到；所述第一聚氨酯预聚体由甲苯二异氰酸酯和对苯二异氰酸酯中的一种或几种与多羟基化合物反应制备；所述第二聚氨酯预聚体由4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和萘二异氰酸酯中的一种或几种与多羟基化合物反应制备。并且本发明的聚氨酯材料可通过水或微生物的作用下降解，避免造成污染；同时本发明通过特定的芳香族二异氰酸酯和扩链剂之间的组合，使得最终制备得到的聚氨酯材料具有良好的强度和韧性。

具体实施方式

本发明提供了一种聚氨酯材料，其特征在于，由第一聚氨酯预聚体、第二聚氨酯预聚体和扩链剂反应得到；

所述第一聚氨酯预聚体由甲苯二异氰酸酯和对苯二异氰酸酯中的一种或几种与多羟基化合物反应制备；

所述第二聚氨酯预聚体由4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和萘二异氰酸酯中的一种或几种与多羟基化合物反应制备。