[发明专利]一种半纤维素基聚氨酯硬泡及其制备方法

说明书

本发明公开了一种半纤维素聚氨酯硬泡及其制备方法，所述的半纤维素聚氨酯硬泡，在其制备原料中含有半纤维素聚醚；所述的半纤维素聚醚，以粘胶纤维回收的半纤维素和多元醇为复合起始剂，在溶剂、胺类或碱金属类催化剂作用下，与环氧丙烷或环氧丙烷与环氧乙烷混合物进行嵌段或无规共聚而制得。本发明采用半纤维素聚醚多元醇替代部分4110A，可降低PU硬泡成本，提高PU硬泡品质，并实现了半纤维素废弃物的高效利用，大大降低了粘胶纤维生产的半纤维素废弃物对环境的污染，符合绿色化学的理念。

技术领域

本发明属新材料技术领域，具体涉及一种半纤维素聚氨酯硬泡及其制备方法。

背景技术

聚氨酯泡沫塑料是仅次于聚烯烃、聚氯乙烯和聚苯乙烯的世界第四位的新型合成材料。硬质聚氨酯泡沫塑料具有优良的保温、防水、抗冲击、抗风压等性能，采用喷涂、浇注、板材贴面等多种施工形式，在冰箱、冷库、集装箱等制冷装置的绝热保冷、空调管道的绝热保冷、太阳能、墙体的绝热保温、供热管道的绝热等领域具有广泛的应用。在聚氨酯工业中，硬质聚氨酯泡沫塑料约占30％的比例，其中用量最大的领域是绝热保温领域，占硬质聚氨酯泡沫塑料的50％以上。

聚氨酯硬质泡沫由硬泡聚醚多元醇(硬泡组合聚醚，又称白料)，与多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)(又称黑料)反应制得。按组合聚醚种类分为氟体系硬泡聚醚多元醇、环戊烷体系硬泡聚醚多元醇、全水体系硬泡聚醚多元醇。按照使用领域分为仿木聚醚、家电聚醚、管道聚醚、板材聚醚等。其中仿木聚醚主要用于仿木材产品，家电聚醚主要用于冰箱、冷柜等家用电器保温，管道聚醚主要用于石油、供热管道的保温，板材聚醚主要用于制备冷库外墙保温板产品。

聚醚多元醇(PPG)是聚氨酯泡沫的主要原料之一，由起始剂(具有活泼氢基团的化合物)与环氧化合物(环氧乙烷、环氧丙烷)经过加成聚合反应制得。目前使用较多的起始剂包括蔗糖、甘油、甘露醇、山梨醇、一乙醇胺、二乙醇胺等。通过加入活泼氢基团数目不同的起始剂得到聚醚多元醇的官能度有很大不同；在聚氨酯制品的实际应用中，通常会加入几种不同官能度的聚醚多元醇混合使用。

张子忠等以蔗糖为起始剂，少量水为辅助起始剂，在KOH作用下与PO聚合生成JH-475PPG。采用有机酸中和粗聚醚，使生成的有机盐溶解于物料中，避免了脱水、过滤等工序，缩短了生产周期，同时无废渣排放，增加了环保效益。

龚彦文等以蔗糖、丙二醇为起始剂，加入少量纯水和氢氧化钾，与PO反应，反应聚合初始温度可控制低一些，为80～90℃，再逐步提高反应温度到100～110℃。在反应开始阶段，通过控制聚醚的反应速率，促使起始剂与PO充分反应，随着反应的进行，再适度提高聚醚的反应速度。在此条件下制备的低黏度高官能度硬泡PPG用磷酸中和、脱水、吸附剂吸附、过滤等工序得到合格的PPG。

张雪旺等以蔗糖和甘油为混合起始剂与PO在固体KOH催化剂催化作用下合成具有较高活性的蔗糖型聚醚多元醇。该反应蔗糖与甘油的摩尔配比为1:1，先在95℃下预溶解1h，然后通入PO至反应完全。将制得的粗聚醚进行后处理，加入一定量水升温到80℃后，再加入草酸进行中和、活性炭吸附、过滤、脱水等工序得到合格的PPG。

张质忠等以淀粉醇解过程中废弃的母液为主起始剂，甘油为共起始剂，少量水为辅助起始剂，在KOH作用下与PO聚合生成JH-400PPG。反应物中少量的水与PO反应生成二元醇醚，降低了产品的粘度、增加了泡沫制品的韧性、增加了产品的收率、降低了成本。

孔壮等使用淀粉醇解过程中废弃母液为主起始剂，甘油和微量的水为辅助起始剂，在KOH催化作用下与PO反应生成新型JH-400聚醚。微量的水与环氧丙烷反应生成小分子醇醚，使得产品粘度减少，泡沫的柔韧性上升，产率提高，成本随之减少。