專(zhuān)利名稱(chēng)：一種玉米秸稈多元醇復(fù)合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚氨酯合成領(lǐng)域，具體涉及一種玉米秸稈多元醇復(fù)合物及其制 備方法。
背景技術(shù)：
聚氨酯泡沫塑料由于具有優(yōu)異的熱絕緣性能、力學(xué)性能，以及其良好的加 工性能，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域。合成聚氨酯泡沫的主要原 料為聚醚(酯)多元醇和異氰酸酯。
目前，用于合成聚氨酯泡沫塑料的原料聚合物多元醇來(lái)自于石油化工產(chǎn) 品，隨著化石能源的日益枯竭和石油化工所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題日益突出，以_口丁再 生資源為原料制備多元醇化合物日益受到科學(xué)界的關(guān)注，以此來(lái)代替石油化工 聚合物多元醇產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種玉米秸稈多元醇復(fù)合物，是利用玉米秸稈多 元醇化合物代替石油化工多元醇，輔以復(fù)合催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑和交 聯(lián)劑，配制而成的玉米秸稈多元醇復(fù)合物。本發(fā)明的另一目的是提供這種玉米 秸稈多元醇復(fù)合物的制備方法。
本發(fā)明要達(dá)到上述發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案為 一種玉米秸稈多元醇復(fù)合物，包括如下質(zhì)量份的組分
玉米秸稈多元醇 100份
復(fù)合催化劑 0.1 5份
泡沫穩(wěn)定劑 0.5 8份
發(fā)泡劑 1 20份
交聯(lián)劑 Q.5 15份所述復(fù)合催化劑為有機(jī)錫類(lèi)催化劑與胺類(lèi)催化劑的混合物。 所述有機(jī)錫類(lèi)催化劑包括二丁基錫二月桂酸酯、辛酸亞錫、二乙酸二丁基 錫、硫醇二辛基錫、氯化三丁基錫中的一種或幾種的混合物。
所述胺類(lèi)催化劑包括N，N-二甲基環(huán)己胺、三乙烯二胺、三乙胺、N，N-二 甲基芐胺、N，N-二甲基十六胺、N-甲基馬啉、N，N，-二乙基-2-甲基哌嗪、三 乙醇胺、異丙醇胺、二甲基乙醇胺中的一種或幾種的混合物。
所述發(fā)泡劑包括水。
所述發(fā)泡劑還包括HCFC-141b、環(huán)戊烷、異戊垸、HFC-152a、 HFC-245fa、 HFC-365mfc中的一種或幾種的混合物。
所述交聯(lián)劑包括乙醇胺、雙-2-(羥丙基)苯胺、三乙醇胺、二氨基二甲硫 基甲苯、丙三醇中的一種或幾種的混合物。
所述玉米秸稈多元醇優(yōu)選為玉米秸稈經(jīng)如下方法降解所得的玉米秸稈多
元醇
(1) 取如下質(zhì)量份的物質(zhì)有機(jī)溶劑100份、玉米秸稈30 120份、催 化劑1 8份，將有機(jī)溶劑和催化劑混合均勻；
(2) 然后保持混合液卯 200'C下，分步加入玉米秸稈，加完后再反應(yīng) 60 180min，冷卻即得。
其中，所述分步加入時(shí)每次加入間隔時(shí)間為10 60min，分2 7次加完。 所述有機(jī)溶劑包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、乙二醇、二甘醇、聚乙二醇、
丙三醇、Y-丁內(nèi)酯中的一種或幾種的混合物；
所述催化劑包括鹽酸、硫酸、磷酸、乙二酸、硝酸和氫氧化鈉中的一種或
幾種的混合物。
所述的泡沫穩(wěn)定劑主要是硅-氧或硅-碳型有機(jī)硅表面活性劑，可選自德國(guó) Goldschmidt公司的泡沫穩(wěn)定劑Tegostab B8404、 Tegostab B8453、 Tegostab B8462、 Tegostab B8471、 Tegostab B8481;美國(guó)Air Products公司的泡沫穩(wěn)定 劑DC193、 DC5357;德國(guó)BYK公司的泡沫穩(wěn)定劑SilbykTP3799、 Silbyk TP 3805、 Silbyk TP 9100，及南京德美世創(chuàng)化工有限公司的泡沫穩(wěn)定劑 AK-8801、 AK-8805、 AK-8806、 AK-8807、 AK-6602等。泡沫穩(wěn)定劑可以是
上述一種或幾種的混合物。
本發(fā)明所述的一種玉米秸稈多元醇復(fù)合物的制備方法，包括以下步驟 取所述質(zhì)量配比的玉米秸稈多元醇、復(fù)合催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑和 交聯(lián)劑，攪拌使其混合均勻，即得玉米秸稈多元醇復(fù)合物。
玉米秸稈多元醇是一個(gè)成分非常復(fù)雜的多元醇休系，與傳統(tǒng)的聚合物多元 醇相比，不僅其分子量分布較大，而且羥基在分子鏈上呈不均勻分布，有的分 布在分子鏈端，有的分布在分子鏈中間，因而導(dǎo)致其反應(yīng)活性不一。因此，用 玉米秸稈多元醇制備聚氨酯泡沫塑料，不能僅用單一的催化劑，必須將多種催 化劑復(fù)合起來(lái)使用，用以調(diào)節(jié)鏈增長(zhǎng)反應(yīng)、交聯(lián)反應(yīng)和發(fā)泡反應(yīng)的速度，并且 所選擇的催化劑對(duì)玉米秸稈多元醇羥基的反應(yīng)有一定的催化活性；所選擇的泡
沫穩(wěn)定不僅要與玉米秸稈多元醇的相容性好，而且其泡沫穩(wěn)定性好。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果
本發(fā)明以玉米秸稈降解后所得的多元醇化合物為主要原料，用以代替石油 化工多元醇化合物，充分利用了廢棄的可再生的植物生物質(zhì)資源；并根據(jù)該多
元醇的特點(diǎn)，輔以有機(jī)錫類(lèi)和胺類(lèi)復(fù)合配用的復(fù)合催化劑，用來(lái)直接與異氰酸
酯反應(yīng)過(guò)程中，平衡鏈增長(zhǎng)反應(yīng)、發(fā)泡反應(yīng)與交聯(lián)反應(yīng)速度；同時(shí)選用合適發(fā) 泡劑、泡沬穩(wěn)定劑、交聯(lián)劑配制而成的多元醇復(fù)合物；該多元醇復(fù)合物可與異 氰酸酯反應(yīng)得到泡孔均勻、性能優(yōu)異的聚氨酯泡沫塑料。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不僅限于這些例子。 實(shí)施例中所用的催化劑、泡沫穩(wěn)定劑和發(fā)泡劑、交聯(lián)劑均購(gòu)于化工巿場(chǎng)， 用前將三乙烯二胺溶于一縮丙二醇中配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)33 %的溶液；其中異氰酸 酯選用煙臺(tái)萬(wàn)華聚氨酯股份有限公司生產(chǎn)的多亞甲基多苯基異氰酸酯 (PM-200)，其異氰酸根(NCO)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30.9%。
實(shí)施例l
玉米秸稈多元醇 100份
辛酸亞錫 0.45份
三乙烯二胺溶液 2.18份 AK-8805 2.15份
水 1.5份
丙三醇 8份
制備方法按配比在容器中加入各組分，充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆颉?br> 實(shí)施例2
玉米秸稈多元醇 100份
二丁基錫二月桂酸酯 0.32份
三乙烯二胺溶液 1.25份
TegostabB8462 2.58份
HCFC-141b 12份
三乙醇胺 2.5份
制備方法按配比在容器中加入各組分，充分?jǐn)嚢?0min使其混合均勻。
實(shí)施例3
將80 g碳酸乙烯酯、20 g乙二醇和3 g硫酸加入裝有機(jī)械攪拌和冷凝管的 三口燒瓶中，攪拌使其混合均勻，并油浴預(yù)熱至150'C;然后在攪拌狀態(tài)下加 入30g玉米秸稈，恒溫反應(yīng)30min后再加入20g玉米秸稈，繼續(xù)反應(yīng)30min 后再加入20 g玉米秸稈，再繼續(xù)反應(yīng)100 min后將三口燒瓶置于冰水混合液中 冷卻終止反應(yīng)得玉米秸稈多元醇。
取所得玉米秸稈多元醇 100份
硫醇二辛基錫 0.57份
三乙胺 1.05份
AK-8807 3.25份
水 1.8份
乙醇胺 3.5份制備方法按配比在容器中加入各組分，充分?jǐn)嚢?0min使其混合均勻。
實(shí)施例4
玉米秸稈多元醇 100份
辛酸亞錫 0.45份
N-甲基馬啉 1.83份
DC193 2.25份
HFC-245fa 18份
雙-2-(羥丙基)苯胺 2.7份
制備方法按配比在容器中加入各組分，充分?jǐn)嚢?0min使其混合均勻。
實(shí)施例5
玉米秸稈多元醇 100份
二丁基錫二月桂酸酯 0.46份
N，N-二甲基芐胺 0.98份
Tegostab B8404 3.21份
水 2.35份
乙醇胺 3.6份
制備方法按配比在容器中加入各組分，充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆颉?br> 實(shí)施例6
玉米秸稈多元醇 100份
二乙酸二丁基錫 0.45份
三乙醇胺 1.43份
SilbykTP3805 2.87份
環(huán)戊烷 9份
丙三醇 12份
制備方法按配比在容器中加入各組分，充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆颉?實(shí)施例7
取實(shí)施例1所配制的玉米秸稈多元醇復(fù)合物100份，加入多亞甲基多苯基 異氰酸酯(PM-200) 186份，攪拌15 25s使其混合均勻后，將所得的混合液 迅速倒入模具中，使其自然反應(yīng)發(fā)泡.h升。制得的聚氨酯泡沫的密度為58.3 Kg/m3，壓縮強(qiáng)度為206.7 KPa。
實(shí)施例8
取實(shí)施例4所配制的玉米秸稈多元醇復(fù)合物100份，加入多亞甲基多苯基 異氰酸酯(PM-200) 145份，攪拌15 25s使其混合均勻后，將所得的混合液 迅速倒入模具中，使其自然反應(yīng)發(fā)泡上升。制得的聚氨酯泡沫的密度為38.4 Kg/m3，壓縮強(qiáng)度為147.5 KPa。
權(quán)利要求
1、一種玉米秸稈多元醇復(fù)合物，其特征在于，包括如下質(zhì)量份的組分玉米秸稈多元醇100份復(fù)合催化劑0.1～5份泡沫穩(wěn)定劑0.5～8份發(fā)泡劑1～20份交聯(lián)劑0.5～15份。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玉米秸稈多元醇復(fù)合物，其特征在于，所 述玉米秸稈多元醇為玉米秸稈經(jīng)如下方法降解所得的玉米秸稈多元醇(1) 取如下質(zhì)量份的物質(zhì)有機(jī)溶劑100份、玉米秸稈30 120份、催 化劑1 8份，將有機(jī)溶劑和催化劑混合均勻；(2) 然后保持混合液卯 20(TC下，分步加入玉米秸稈，加完后再反應(yīng) 60 180min，冷卻即得。所述分步加入時(shí)每次加入間隔時(shí)間為10 60min，分2 7次加完； 所述有機(jī)溶劑包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、乙二醇、二甘醇、聚乙二醇、 丙三醇、Y-丁內(nèi)酯中的一種或幾種的混合物；所述催化劑包括鹽酸、硫酸、磷酸、乙二酸、硝酸和氫氧化鈉中--種或幾 種的混合物。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玉米秸稈多元醇復(fù)合物，其特征在于，所述復(fù)合催化劑為有機(jī)錫類(lèi)催化劑與胺類(lèi)催化劑的混合物。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種玉米秸稈多元醇復(fù)合物，其特征在于，所 述有機(jī)錫類(lèi)催化劑包括二丁基錫二月桂酸酯、辛酸亞錫、二乙酸二丁基錫、硫 醇二辛基錫、氯化三丁基錫中的一種或幾種的混合物。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種玉米秸稈多元醇復(fù)合物，其特征在于，所 述胺類(lèi)催化劑包括N，N-二甲基環(huán)已胺、三乙烯二胺、三乙胺、N，N-二甲基芐 胺、N，N-二甲基十六胺、N-甲基馬啉、N，N，-二乙基-2-甲基哌嗪、三乙醇胺、 異丙醇胺、二甲基乙醇胺中的一種或幾種的混合物。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玉米秸稈多元醇復(fù)合物，其特征在于，所述泡沫穩(wěn)定劑包括硅-氧或硅-碳型有機(jī)硅表面活性劑。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玉米秸稈多元醇復(fù)合物，其特征在于，所 述發(fā)泡劑包括水。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玉米秸稈多元醇復(fù)合物，其特征在于，所 述發(fā)泡劑包括HCFC-141b、環(huán)戊烷、異戊烷、HFC-152a、 HFC-245fa、 HFC-365mfc中的一種或幾種的混合物。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玉米秸稈多元醇復(fù)合物，其特征在于，所 述交聯(lián)劑包括乙醇胺、雙-2-(羥丙基)苯胺、三乙醇胺、二氨基二甲硫基甲苯、 丙三醇中的一種或幾種的混合物。
10、 權(quán)利要求1所述的一種玉米秸稈多元醇復(fù)合物的制備方法，其特征在 于，包括以下步驟取所述質(zhì)量配比的玉米秸稈多元醇、復(fù)合催化劑、泡沫穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑和 交聯(lián)劑，攪拌使其混合均勻，即得玉米秸稈多元醇復(fù)合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及聚氨酯合成領(lǐng)域，具體涉及一種玉米秸稈多元醇復(fù)合物及其制備方法。本發(fā)明所述玉米秸稈多元醇復(fù)合物，包括如下質(zhì)量份的組分玉米秸稈多元醇100份、復(fù)合催化劑0.1～5份、泡沫穩(wěn)定劑0.5～8份、發(fā)泡劑1～20份、交聯(lián)劑0.5～15份。本發(fā)明以玉米秸稈降解后所得的多元醇化合物為主要原料，用以代替石油化工多元醇化合物，充分利用了廢棄的可再生的植物生物質(zhì)資源；并根據(jù)該多元醇的特點(diǎn)，輔以有機(jī)錫類(lèi)和胺類(lèi)復(fù)合配用的復(fù)合催化劑；同時(shí)選用合適發(fā)泡劑、泡沫穩(wěn)定劑、交聯(lián)劑配制而成的多元醇復(fù)合物；該多元醇復(fù)合物可與異氰酸酯反應(yīng)得到泡孔均勻、性能優(yōu)異的聚氨酯泡沫塑料。
文檔編號(hào)C08G18/32GK101205287SQ20071003231
公開(kāi)日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2007年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月10日
發(fā)明者浩 龐, 兵 廖, 張容麗, 楊小旭, 翔 董, 顏永斌 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院廣州化學(xué)研究所