一种环保可降解阻燃型聚氨酯快速包装材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于聚氨酯材料领域，具体是一种环保可降解阻燃型聚氨酯快速包装材料及其制备方法。所述聚氨酯快速包装材料，包括生物质淀粉聚醚多元醇、聚酯多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、氢氧化铝、阻燃剂、异氰酸酯以及废旧聚氨酯泡沫粉粒。所述生物质淀粉聚醚多元醇是由蒸馏水、玉米淀粉、复合聚醚多元醇以及蔗糖聚醚多元醇制成的。本发明专利技术所述的聚氨酯快速包装材料，利用天然生物质原料制备的聚氨酯硬泡，同时复合废旧聚氨酯泡沫到产品中，具有可再生、可降解、成本低廉、原料易得、等独特优势。充分利用取之不尽的植物资源的同时可以减少环境污染，属于环保型的材料。

Environment friendly degradable flame retardant polyurethane fast packing material and preparation method thereof

The invention belongs to the field of polyurethane materials, in particular, is an environmentally friendly degradable flame retardant polyurethane fast packaging material and the preparation method thereof. The polyurethane fast packaging materials, including biomass starch polyether polyol, polyester polyol, catalyst, foaming agent, foam stabilizer, aluminum hydroxide, flame retardant, isocyanate and waste polyurethane foam powder. The biomass starch polyether polyol is made of distilled water, corn starch, composite polyether polyol and sucrose polyether polyol. Polyurethane fast packaging material of the invention, the use of natural raw materials for preparation of polyurethane rigid foam, polyurethane foam and composite waste into products, which are renewable, biodegradable, low cost and easily obtained raw materials, and other unique advantages. Make full use of inexhaustible plant resources, but also reduce environmental pollution, environmental protection type of material.

【技术实现步骤摘要】
一种环保可降解阻燃型聚氨酯快速包装材料及其制备方法
本专利技术属于聚氨酯材料领域，具体是一种环保可降解阻燃型聚氨酯快速包装材料及其制备方法。
技术介绍
聚氨酯泡沫塑料因其优异的加工成型性能，被广泛地应用于各种绝热、防震、隔音、轻质结构件和座椅靠垫、包装等方面。但是，生产聚氨酯泡沫的原料异氰酸酯和多元醇来源于石油化工工业，消耗大量石油资源。另外，硬聚氨酯泡沫塑料性能优良在各大领域尤其是建筑方面得到广泛应用，并且大量的硬质聚氨酯泡沫塑料废弃物的产生对生态也敲响了警钟，这对整合资源提高利用率提出了意义。聚氨酯泡沫塑料在自然界中难于降解，给环境造成了巨大的污染，因此，对硬质聚氨酯泡沫塑料的废弃物回收再利用不仅很有效地在某种程度上支撑了我们现行的可持续发展，减少了环境污染，真正做到变废为宝；同时，淀粉来源丰富、可再生、在环境中可降解，利用淀粉酚羟基以及多糖羟基，制备可降解聚氨酯泡沫塑料，对发展循环经济有重大意义。公开号为CN105175681A的专利公开了一种淀粉基聚氨酯硬泡保温材料的制备方法，液化淀粉制备中加入磺酸类催化剂并蒸馏脱去，操作繁琐而且容易影响泡沫性能，同时丙三醇和聚乙二醇200作为液化溶剂，官能度较低，生产的泡沫很容易出现收缩现象。公布号为CN105859998A的专利公开了用于聚氨酯发泡的组合物，聚氨酯泡沫及其用途，该产品采用环氧烷烃类聚醚多元醇为原料制备而成，在室外较难降解。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对目前快速发展的物流、交通运输和快递行业，提供一种能够快速成型的泡沫填充材料，对运输产品起到很好的保护、防止撞击而损坏，尤其在泡沫成型初期性能坚硬并有一定缓冲作用，随着暴露于室外，在阳光和微生物的作用下逐渐降解。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种环保可降解阻燃型聚氨酯快速包装材料，是由重量比为1：1.05～1.1的A组分和B组分的原料制成的，所述A组分：(1)生物质淀粉聚醚多元醇:80～120份；(2)聚酯多元醇:15～30份；(3)催化剂：0.3～0.5份；(4)泡沫稳定剂:2～5份；(5)发泡剂：10～30份；(6)氢氧化铝：20～40份；(7)阻燃剂：30～60份；所述B组分：(1)异氰酸酯:150～230份；(2)废旧聚氨酯泡沫粉粒：20～50份；所述生物质淀粉聚醚多元醇是由蒸馏水、玉米淀粉、复合聚醚多元醇以及蔗糖聚醚多元醇制成的。作为本专利技术技术方案的进一步改进，生物质淀粉聚醚多元醇中玉米淀粉与复合聚醚多元醇、蔗糖聚醚多元醇的质量比为20：50～100：10～30。作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述的异氰酸酯是NCO含量为31～32％的聚合4,4一二甲苯甲烷二异氰酸酯；所述的聚酯多元醇为羟值为400～450mgKOH/g的聚酯多元醇。作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述的发泡剂选自HCFC-141b、HFC-245fa或HFC-365mfc中的一种或几种任意比例的混合物。作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述的泡沫稳定剂为L6900、L618、L6603、L6601、L5511中的一种或者几种任意比例的混合物。作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述的阻燃剂为磷酸三(1-氯-2-丙基)酯、三氯乙基磷酸酯、甲基磷酸二甲酯中的一种或者几种任意比例的混合物。作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述的催化剂为辛酸亚锡、醋酸钾和二月桂酸二丁基锡、五甲基二亚乙基三胺、N,N二甲基环己胺和三乙烯二胺的一种或者几种任意比例的混合物。作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述的复合聚醚多元醇为YNW-5112、YNW-6001B、YNW-5110、YNW-8110中的几种任意比例的混合物。由于不同的聚醚多元醇有不同的特点，例如YNW-5112属通用型硬泡聚醚多元醇，YNW-6001B属低活性硬泡聚醚，具有极佳的脱模性；YNW-5110和YNW-8110属复合起始体系硬泡聚醚多元醇，可用于包装材料的快速喷涂。因此在本专利技术中要求采用的聚醚多元醇必须为复合聚醚多元醇，采用复合聚醚多元醇相对于单种聚醚多元醇能够显著的降低包装材料制备过程中的反应温度，有利于安全生产需要。作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述的蔗糖聚醚多元醇为YNW-4110、YNW-8336、YNW-380中的一种或者几种任意比例的混合物。另外，本专利技术提供了一种环保可降解阻燃型聚氨酯快速包装材料的制备方法，采用的是上述任一技术方案的原料，该制备方法包括以下步骤：(1)取50份蒸馏水加入容器中，加热并进行搅拌，加热至100℃，加入20份的玉米淀粉，搅拌反应50min，使玉米淀粉完全糊化，继续加热，并缓慢加入复合聚醚多元醇50～100份、蔗糖聚醚多元醇10～30份，搅拌反应15min，控制体系粘度，然后降低体系温度到65℃，搅拌反应30min，得到生物质淀粉聚醚多元醇；(2)从上述液化产物中取80～120份放入Ⅰ号反应器中，同时加入聚酯多元醇15～30份、泡沫稳定剂2～5份、氢氧化铝20～40份、发泡剂10～30份、催化剂0.3～0.5份、阻燃剂30～60份，转速为7000r/min条件下，搅拌10s使各组分均匀分散，包装入桶制得A组分；Ⅱ号反应器中加入废旧聚氨酯泡沫粉粒20～50份、异氰酸酯150～230份，转速为7000r/min条件下，搅拌10s使各组分均匀分散，包装入桶制得B组分；(3)将制得的A、B组份按重量比1:(1.05～1.1)置于搅拌容器中，转速为7000r/min条件下，搅拌40s使各组分均匀分散，然后迅速将混合料浇筑或者喷射到使用部位即可。本专利技术利用玉米淀粉的生物质淀粉聚醚多元醇制备的聚氨酯硬泡材料性能与常规的泡沫材料性能相当，符合国家标准(GB10800-89)的指标要求。本专利技术所述的聚氨酯快速包装材料，利用天然生物质原料制备的聚氨酯硬泡，同时复合废旧聚氨酯泡沫到产品中，具有可再生、可降解、成本低廉、原料易得、等独特优势。充分利用取之不尽的植物资源的同时可以减少环境污染，属于环保型的材料。为了更清楚的说明本专利技术所述聚氨酯快速包装材料为环保可降解阻燃型包装材料，专利技术人对采用本专利技术所述制备方法制备获得的聚氨酯快速包装材料进行试验测定，具体试验如下：试验一：所述聚氨酯快速包装材料的环保可降解研究1.1采用本专利技术所述聚氨酯快速包装材料的制备方法制备A、B组份，两组分按重量比1:(1.05～1.1)置于搅拌容器中，转速为7000r/min条件下，搅拌40s使各组分均匀分散，然后迅速将混合料喷射到测试容器内。1.2将装有混合料的测试容器置于80℃环境内，加入10wt％的NaOH水溶液，降解出来48至72h，聚氨酯快速包装材料的网络结构瓦解，失重率达到20.6-26wt％。1.3综上可以看出，本专利技术所述聚氨酯快速包装材料，具有环保可降解的优势。试验二：所述聚氨酯快速包装材料的国标GB10800-89相关性能研究2.1采用本专利技术所述聚氨酯快速包装材料的制备方法制备A、B组份，两组分按重量比1:(1.05～1.1)置于搅拌容器中，转速为7000r/min条件下，搅拌40s使各组分均匀分散，然后迅速将混合料喷射到模具内。2.2对模具内的包装材料进行切块制样，参照国标GB10800-89，对其相关性能进行测定，测定结果参见表1.表1本专利技术所述聚氨酯快本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保可降解阻燃型聚氨酯快速包装材料，其特征在于，是由重量比为1：1. 05~1.1的A组分和B组分的原料制成的，所述A组分：(1) 生物质淀粉聚醚多元醇:80~120份；(2) 聚酯多元醇:15~30份；(3) 催化剂：0.3~0.5份；(4) 泡沫稳定剂: 2~5份；(5) 发泡剂：10~30份；(6) 氢氧化铝：20~40份；(7）阻燃剂：30~60份；所述B组分：(1) 异氰酸酯:150~230份；(2) 废旧聚氨酯泡沫粉粒：20~50份；所述生物质淀粉聚醚多元醇是由蒸馏水、玉米淀粉、复合聚醚多元醇以及蔗糖聚醚多元醇制成的。

【技术特征摘要】
1.一种环保可降解阻燃型聚氨酯快速包装材料，其特征在于，是由重量比为1：1.05~1.1的A组分和B组分的原料制成的，所述A组分：(1)生物质淀粉聚醚多元醇:80~120份；(2)聚酯多元醇:15~30份；(3)催化剂：0.3~0.5份；(4)泡沫稳定剂:2~5份；(5)发泡剂：10~30份；(6)氢氧化铝：20~40份；(7）阻燃剂：30~60份；所述B组分：(1)异氰酸酯:150~230份；(2)废旧聚氨酯泡沫粉粒：20~50份；所述生物质淀粉聚醚多元醇是由蒸馏水、玉米淀粉、复合聚醚多元醇以及蔗糖聚醚多元醇制成的。2.根据权利要求1所述的一种环保可降解阻燃型聚氨酯快速包装材料，其特征在于，生物质淀粉聚醚多元醇中玉米淀粉与复合聚醚多元醇、蔗糖聚醚多元醇的质量比为20：50~100：10~30。3.根据权利要求1所述的一种环保可降解阻燃型聚氨酯快速包装材料，其特征在于，所述的异氰酸酯是NCO含量为31~32%的聚合4,4一二甲苯甲烷二异氰酸酯；所述的聚酯多元醇为羟值为400~450mgKOH/g的聚酯多元醇。4.根据权利要求1所述的一种环保可降解阻燃型聚氨酯快速包装材料，其特征在于，所述的发泡剂选自HCFC-141b、HFC-245fa或HFC-365mfc中的一种或几种任意比例的混合物。5.根据权利要求1所述的一种环保可降解阻燃型聚氨酯快速包装材料，其特征在于，所述的泡沫稳定剂为L6900、L618、L6603、L6601、L5511中的一种或者几种任意比例的混合物。6.根据权利要求1所述的一种环保可降解阻燃型聚氨酯快速包装材料，其特征在于，所述的阻燃剂为磷酸三(1-氯-2-丙基)酯、三氯乙基磷酸酯、甲基磷酸二甲酯中的一种或者几种任意比例的混合物。7.根据权利要求1所述的一种环保可降解阻燃型聚氨酯快速包装材料，其特征在于，所述的催化剂为...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志，李绩，杨瑞卿，郑力菲，陈学锋，
申请(专利权)人：山西省建筑科学研究院，
类型：发明
国别省市：山西,14