[发明专利]裂解木质素及木质素基聚氨酯硬质泡沫的制备方法

说明书

本发明提供了一种裂解木质素，其通过将木质纤维加氢催化裂解获得。本发明还提供了木质素基聚氨酯硬质泡沫的制备方法，其本发明提供的裂解木质素替代部分石油基多元醇。通过本发明的制备方法得到的木质素基聚氨酯硬质泡沫不但性能优异，而且还具有可降解、可再生的环保性能，极具工业应用前景。

技术领域

本发明属于高分子领域，具体涉及一种裂解木质素及木质素基聚氨酯硬质泡 沫的制备方法。

背景技术

由于聚氨酯硬质泡沫具有优异的隔热性能，所以一般广泛用于一般建筑物的 隔热材料等。通常，聚氨酯硬质泡沫利用以下的方法制备：先准备多异氰酸酯成 分液和混合液，该混合液含有聚醚型多元醇和/或聚酯型多元醇、发泡剂，根据需 要还混合有催化剂和整泡剂等，然后混合多异氰酸酯成分液和混合液，短时间内 发泡后使其固化。

随着石油、煤炭等不就额再生资源总量的日趋减少，由植物和微生物资源转 化形成新材料、高热值能源和化工新原料正成为一种发展趋势。木质素作为一种 分子结构十分繁杂的酚类聚合物，广泛存在于植物细胞组织中，是地球上含量第 二丰富的纤维聚合物。

CN 102206320B公开了一种弄作为秸秆基生物质聚氨酯泡沫材料的制备方 法。该方法存在的缺点是：生物质废弃物选用玉米秸秆、稻草秸秆、棉杆等混合， 其成分复杂，不利于处理，加入量少，对聚氨酯泡沫的性能影响很大；生物质材 料液化试剂为浓盐酸或浓硫酸，温度达到200℃，能耗较大，不利于工业化；聚 氨酯中不仅加入了生物质废弃物，工业粗木质素还加入了木质素磺酸盐，组分粒 径、分子量、羟值差异较大，会对聚氨酯组分的共混和发泡造成复杂的影响，易 造成产品性能不稳定。

发明内容

本发明的第一个方面提供了一种裂解木质素，其通过将木质纤维进行加氢催 化裂解获得。本发明提供的裂解木质素在常温(通常为15-40℃)为液体状态， 可直接用于生物质材料的合成。

根据本发明，所述木质纤维可以是本领域通常使用的木质纤维，优选粒径 40-100目。

根据本发明的一些优选实施方式，所述催化裂解在负载型钌金属催化剂存在 的条件下进行。

根据本发明的一些优选实施方式，所述催化裂解采用的初压为1MPa-3MPa， 优选为1MPa-2MPa。

根据本发明的一些优选实施方式，所述催化裂解采用的温度为230℃-250℃， 优选为240℃-250℃。在一个实施例中，所述温度为250℃。

根据本发明的一些优选实施方式，所述催化裂解进行的时间为1-6小时，优 选3-6小时，更优选3-4小时。

根据本发明的一些优选实施方式，所述催化裂解在溶剂存在的条件下进行。 所述溶剂优选选自甲醇、乙醇、四氢呋喃和二氧六环中的一种或多种。

根据本发明的一些优选实施方式，所述木质纤维的粒径为40目以下。

本发明的第二个发明提供了一种木质素基聚氨酯硬质泡沫的制备方法。所述 制备方法将裂解木质素作为多元醇组分替代石油基多元醇合成生物质聚氨酯泡 沫，合成方法简单，便于操作，对进一步开发研究生物质材料具参考意义。

本发明提供的木质素基聚氨酯硬质泡沫的制备方法包括：

步骤1)：将裂解木质素、石油基多元醇、催化剂和发泡剂混合，以得到预 混组分；

步骤2)：向预混组分中加入异氰酸酯，进行发泡。

根据本发明的一些优选实施方式，所述石油基多元醇选自聚醚多元醇和聚酯 多元醇。优选地，所述聚醚多元醇选自EP3600、PTMG-1000(聚四氢呋喃醚二 醇)、PPG-1000(聚丙二醇)和PEG(聚乙二醇)中的一种或多种。优选地，所 述聚酯多元醇选自PBT(聚对苯二酸丁二酯)、PBA(聚丙烯酸丁酯)、PEA (聚丙烯酸酯)和PCL(聚己内酯多元醇)中的一种或多种。