[发明专利]含有农业副产物的聚氨酯泡沫

说明书

一种生产聚氨酯基泡沫的方法，所述方法包括提供具有小于10mm平均粒度、并且通过研磨作物残余物制备的研磨的作物残余物；提供包括异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的聚氨酯体系，其中聚氨酯体系具有70至350的异氰酸酯指数；通过将研磨的作物残余物添加至聚氨酯体系中形成改性聚氨酯体系，按改性聚氨酯体系的总重量计，所述研磨的作物残余物在1.0wt％至20.0wt％范围；以及形成聚氨酯基泡沫以根据ASTM D‑1622具有30kg/m³至75kg/m³的施加密度，并且将研磨的作物残余物嵌入聚氨酯聚合物中，所述聚氨酯聚合物是聚氨酯体系的异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的反应产物。

技术领域

本发明实施方式涉及聚氨酯基泡沫，例如硬质聚氨酯泡沫，其包括嵌入其中的作物残余物，包含此类聚氨酯基泡沫的产品，以及制造此类聚氨酯基泡沫和包含此类聚氨酯基泡沫的产品的方法。

背景技术

当寻求高绝缘性能时，聚氨酯泡沫基绝缘材料通常是建筑和冷链应用中优于其它材料(例如玻璃纤维和岩棉)的优先选择。聚氨酯泡沫通常可以提供某些有利的性能而非低成本的替代品，例如刚性和有限的透气性。寻求在此类聚氨酯泡沫中加入低成本副产物的可能性，而不会对导热率产生不利影响。

发明内容

本发明实施方式可以通过提供一种生产聚氨酯基泡沫的方法来实现，所述方法包括提供具有小于10mm平均粒度、并且通过研磨作物残余物制备的研磨的作物残余物；提供包括异氰酸酯组分的聚氨酯体系和异氰酸酯反应性组分，其中聚氨酯体系具有70至350的异氰酸酯指数；通过将研磨作物残余物添加至聚氨酯体系中形成改性聚氨酯体系，按改性聚氨酯体系的总重量计，所述研磨的作物残余物在1.0wt％至20.0wt％范围，以及形成聚氨酯基泡沫以根据ASTM D-1622具有30kg/m³至75kg/m³的施加密度，并且将研磨的作物残余物嵌入聚氨酯聚合物中，所述聚氨酯聚合物是聚氨酯体系的异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的反应产物。

具体实施方式

已提出可将研磨的作物残余物加入聚氨酯基泡沫(例如硬质聚氨酯泡沫)中，以增加所得泡沫中副产物的量，而不会显著不利地影响导热率，使得聚氨酯基泡沫适合用作绝缘和/或用于绝缘产品中。作物残余物定义为收获作物后留在农田或果园中的田间残留物材料或与作物一起收集的材料，但在作物加工过程中作为低价值副产物被丢弃。作物残余物可以由包括纤维素，半纤维素和/或木质素的聚合物组成，其具有作为绝缘产品的潜力，以及其它益处。

在聚氨酯基泡沫中使用某些作物残余物可以提高改变所得聚氨酯基产品的水蒸汽扩散阻力系数的能力，以促使水蒸汽扩散阻力系数(也称为μ值)适合聚氨酯基产品的预期用途。水蒸汽扩散是蒸汽通过诸如聚合物或复合材料的阻挡材料转移到另一侧。所述过程包括三个阶段：(i)吸收，其中蒸汽分子被吸收到阻挡材料的表面上，(ii)扩散，其中吸收的分子由于浓度差异而通过介质迁移到相对侧，以及(iii)解吸，其中迁移的分子从阻挡材料的第二表面蒸发。所述过程通常由蒸汽浓度梯度驱动，直到分压达到平衡。虽然所有聚合物在某种程度上都是可渗透的，但渗透性可能受到蒸汽，阻隔材料和/或环境条件的物理和化学性质的影响，包括：(a)蒸汽和阻隔层之间的化学亲和力(例如，蒸汽可更容易地被吸附在表面上，并且这可能导致聚合物链更容易膨胀，从而允许蒸汽分子更容易渗透)，(b)阻隔层或聚合物材料中的空隙或裂缝(例如，这可能产生阻力较小的路径，其可进一步损害屏障完整性)和/或(c)温度(例如，更高的温度增加分子迁移率并因此更快扩散)。