[发明专利]一种利用油茶蒲制备亲水易降解聚氨酯泡沫的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用油茶蒲制备亲水易降解聚氨酯泡沫的方法。

背景技术

无土栽培是在植物矿质营养学研究的基础上发展起来的一门新兴科学技术。它不用天然土壤，完全用化学营养液栽培植物，具有省地、省水、省费、受环境影响小、作物生长快、高产、优质、病虫害少等诸多优点，是未来农林业、花卉等产业的理想模式。无土栽培运用最广泛的是基质栽培，基质是能为作物提供稳定的水、气、肥结构的生长介质，使来自营养液的养分、水分得以中转，植物根系从中选择吸收。目前常用的基质材料主要有：岩棉、蛭石、砂子、煤渣、矿棉等无机材料及经过处理的锯末、稻壳等有机基材。亲水、易降解聚氨酯泡沫是在传统的聚氨酯泡沫中，引入亲水基团和易降解的木质纤维成分，提高泡沫的吸水、保水和易降解功能。在油茶蒲液化、液化物发泡过程中，通过调整液化参数、发泡配方等来控制泡沫吸水量，控制泡沫中的固、气、水的比例，以满足不同作物根系生长的要求。

聚氨酯泡沫的主要原料之一聚醚或聚酯多元醇来源于价格日益上涨的石油，随着石油资源日益枯竭，严重影响了聚氨酯泡沫的健康发展。面对能源和原料的紧张局面，以及“白色污染”日益严重的现状，人们开始研究可再生生物质资源的有效利用问题。

油茶是我国重要的经济林树种，油茶蒲作为茶油加工的重要副产物，其主要化学成分为纤维素、半纤维素和木质素。油茶蒲年产量1000多万吨，这种丰富的可再生资源大多作为燃料被烧掉或废弃，不仅造成极大的资源浪费而且污染环境。油茶蒲以固态形式存在，化学活性不高，因而难以直接利用。但油茶蒲在有机溶剂及催化剂的作用下，通过液化，可以将固态油茶蒲转化为液态，替代石油基聚醚或聚酯多元醇制备易降解亲水性聚氨酯泡沫。并根据不同作物要求进行调整并制成各种形状，广泛应用于蔬菜、园艺栽培、盆景、花卉、家庭种植、屋顶花园种植等无土育苗的基材。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提高油茶蒲的液化效率，降低液化成本，制备出亲水易降解的聚氨酯泡沫，从而为蔬菜、花卉、苗木等提供一种新型的亲水、保水、易降解的环境友好型无土栽培基质。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

（1）一种利用油茶蒲制备亲水易降解聚氨酯泡沫的方法，将油茶蒲转化成液态而形成油茶蒲液化产物，将上述油茶蒲液化产物、十二烷基硫酸酯乙醇胺盐系列表面活性剂、TEDA-L33催化剂、S-25催化剂、水加入容器中搅拌均匀，再加入TDI，高速搅拌后倒入模具中，在室温下静置发泡，待反应完毕后在室温下静置、熟化，脱模得到亲水性易降解聚氨酯泡沫。

（2）如上述（1）所述的方法，其中，所述油茶蒲液化产物是通过以下步骤得到，将聚乙二醇、乙二醇和丙三醇的混合液化剂、98%硫酸和油茶蒲加入三颈瓶中，置于液化反应釜中，在150-170℃下反应90-120min，反应结束后，加入碱性氧化物中和液化产物至pH7-8。 

（3）如上述（1）或（2）所述的方法，其中，以100质量份的油茶蒲液化产物为基准，十二烷基硫酸酯乙醇胺盐系列表面活性剂、TEDA-L33催化剂、S-25催化剂、水、TDI分别为2-8质量份、1-3质量份、1-3质量份、3-5质量份、20-40质量份。

（4）如上述（2）所述的方法，其中，以100质量份的聚乙二醇、乙二醇和丙三醇的混合液化剂为基准，硫酸和油茶蒲分别为2-5质量份和16-34质量份。

（5）如上述（2）所述的方法，其中，所述液化剂为聚乙二醇、乙二醇和丙三醇的混合物，聚乙二醇、乙二醇和丙三醇的质量比为50：20：30-80：10：10。

（6）如上述（2）、（4）、（5）任一项所述的方法，其中，聚乙二醇是选自聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600的任意一种。

（7）如上述（1）、（2）、（4）、（5）任一项所述的方法，其中，所述油茶蒲为茶油加工厂废弃的、粉碎至40-80目的粉末。

（8）如上述（2）所述的方法，上述碱性氧化物为氧化钙或氧化镁。

（9）如上述（1）所述的方法，其中，所述十二烷基硫酸酯乙醇胺盐系列表面活性剂是选自十二烷基硫酸酯三乙醇胺盐、十二烷基硫酸铵、十二烷基硫酸酯单乙醇胺盐、十二烷基硫酸酯异丙醇胺盐的任意一种。

（10）如上述（1）所述的方法，其中，所述S-25催化剂为25%三乙烯二胺和75%1，4-丁二醇的混合物。

此外，将上述油茶蒲液化产物、十二烷基硫酸酯乙醇胺盐系列表面活性剂、TEDA-L33催化剂、S-25催化剂、水加入容器中搅拌均匀，再加入TDI高速搅拌，高速搅拌的时间为10-15s。