[发明专利]淀粉的液化产物制备聚氨酯弹性体的方法

说明书

技术领域

 本发明涉及聚氨酯弹性体的制备方法，具体涉及淀粉的液化产物制备聚氨酯弹性体的方法。 

背景技术

    聚氨酯弹性体是目前广泛应用的一种性能优异的高分子材料，合成聚氨酯弹性体的一种重要化工原料是聚醚多元醇，工业制备聚醚多元醇是以石油产品为原料，目前，全世界石油资源渐趋紧缺，价格日益飞涨，合成聚醚多元醇成本增加。 

我国农作物品种繁多，产量较高，以淀粉液化物代替聚醚多元醇，可以减少对石油产品的依赖性，降低成本，同时因在聚氨酯大分子中引进了天然高分子链段，提高了这类聚氨酯材料的生物可降解性能，为发展聚氨酯工业和给淀粉寻找新的出路，具有十分重要的现实意义。 

淀粉中富含羟基，液化后可以获得多羟基化合物，可作为聚醚多元醇组分与异氰酸酯反应合成可降解聚氨酯材料。Yao 等利用聚乙二醇-甘油作为液化剂，硫酸作为催化剂，使淀粉液化；然后作为多元醇组分与二苯甲烷二异氰酸酯(MDI) 反应制备吸水性的泡沫塑料。该材料在几分钟内就可吸水2000%（质量分数），且具有较好的含水性能和机械性能。除了淀粉液化产物用于可生物降解聚氨酯材料的研究外，戈进杰等研究了甘蔗渣的液化反应，反应产物理论上可以代替多元醇与异氰酸酯反应制备聚氨酯材料，为聚氨酯工业提供廉价的原料来源，减少对石油产品的依赖，降低成本，发展可生物降解聚氨酯材料，保护环境，减缓目前面临的能源危机，都具有十分重要的战略意义和现实意义。 

发明内容

本发明的目的在于：提供一种淀粉的液化产物制备聚氨酯弹性体的方法，淀粉的液化处理工艺简单，淀粉的液化产物具有良好的替代性，可以替代传统的聚醚多元醇用于聚氨酯弹性体的制备。 

本发明的技术解决方案是该聚氨酯弹性体的制备方法包括以下步骤： 

（1）在装有温度计、搅拌器和氮气保护的容器中，投入质量比为2:1的聚乙二醇400（PEG#400）和丙三醇组成的液化剂，搅拌升高温度至150℃；

（2）向容器中加入酸性凹凸棒土催化剂，再向容器中加入与液化剂的质量比为6:1的淀粉，每隔0.5 h 测量一次液化产物的羟值，淀粉液化产物的羟值和酸值范围为90 mgKOH/g ～170 mgKOH/g时停止反应；

（3）称取橡胶硫化剂置于容器中，加丙酮直至完全溶解；

（4）向橡胶硫化剂的丙酮溶液中加聚醚及淀粉液化产物，再加助剂、凹凸棒土，搅拌均匀，接着加入甲苯二异氰酸酯（TDI），最后加入催化剂二月硅酸二丁基锡一至两滴，搅拌至发泡，得聚氨酯弹性体。

其中，酸性凹凸棒土催化剂为液化剂和淀粉总质量的1.5 ~ 3.0%。 

其中，酸性凹凸棒土催化剂的制备方法是：取100 g 凹凸棒土，加去离子水200 mL 和10 mL H₂SO₄溶液(1:1) ，煮沸30 min ，冷却，洗至pH 值为5，420 ℃下活化3 h 。 

其中，橡胶硫化剂为3, 3' - 二氯- 4, 4'-二氨基二苯基甲烷（MOCA），占聚氨酯弹性体重量的1.2 ~ 1.6%。 

其中，聚醚和淀粉液化产物组成的聚醚混合物占聚氨酯弹性体重量的 60 ~ 70%，聚醚和淀粉液化产物的质量比范围为1.5:1 ~ 5:1。 

其中，聚醚混合物和TDI的质量比范围为1.5:1 ~ 3:1。 

其中，凹凸棒土占聚氨酯弹性体重量的 2 ~ 4%  。 

其中，助剂为抗氧剂、防霉剂、紫外线吸收剂和发泡剂，助剂占聚氨酯弹性体总重量的5.9% ~ 16.9%。 

其中，发泡剂为141b，占聚氨酯弹性体重量的4% ~ 15%；抗氧剂为BHT264，占聚氨酯弹性体重量的0.3%；防霉剂为改性凹凸棒土，占聚氨酯弹性体重量的1.2%；紫外线吸收剂为N-（乙氧基羰基苯基）-N’-甲基-N’-苯基甲脒（UV-1），占聚氨酯弹性体重量的0.4%。 

本发明以淀粉液化产物替代部分聚醚多元醇，减少了对石油产品的依赖，制备方法简单，适合工业化生产，生产的聚氨酯弹性体硬度大，耐水性强。 

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，不能理解为这些实施例是对技术解决方案的限制。 

实施例1：淀粉的液化处理