无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇及其制备方法和无土栽培聚氨酯泡沫及其制备方法技术

本发明专利技术涉及聚氨酯技术领域，具体涉及一种无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇及其制备方法和无土栽培聚氨酯泡沫及其制备方法。所述的无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇，羟值为48.0‑52.0mgKOH/g，官能度2‑3；采用复合起始剂与环氧丙烷、环氧乙烷在催化剂的作用下共聚而成；所述复合起始剂为丙二醇、二乙二醇中的一种与甘油按摩尔比1:4‑3:2混合；所述的无土栽培聚氨酯泡沫包括无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇。本发明专利技术的无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇具有优异的亲水性能；其制备的无土栽培聚氨酯泡沫，开孔率高，回弹性高，稳定性好，吸水及保水性能优异；本发明专利技术还提供两者的制备方法。

Polyether polyol for soilless culture polyurethane foam and its preparation method and soilless culture polyurethane foam and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇及其制备方法和无土栽培聚氨酯泡沫及其制备方法
本专利技术涉及聚氨酯
，具体涉及一种无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇及其制备方法和无土栽培聚氨酯泡沫及其制备方法。
技术介绍
无土栽培作为农业的高新技术，把传统农业带入一个作物栽培自动化管理现代化的全新领域，不仅在生产上可降低成本，节约肥料水及劳力，简化工序，而且达到高产优质高效的目的，使得作物栽培向着工厂化、现代化发展。目前，无土栽培常用的固体基质材料主要有岩棉蛭石、砂子、煤渣及经过处理的有机基材等。传统的聚氨酯泡沫是由聚合物多元醇与异氰酸酯等反应合成而得，泡沫结构单元一般多呈疏水性，泡沫整体对水的亲合力差，不能用于无土栽培基材。聚氨酯泡沫的合成中，可以通过调整配方比例来控制泡沫的吸水量，控制泡沫在使用中的固、气、水的组成比例，以满足不同作物根系生长的要求。亲水吸水性聚氨酯泡沫作为无土栽培的基材，具有重量轻、基材组成可根据不同作物要求进行调整及可制成各种形状等独特的优点。但是，现有的亲水吸水性聚氨酯泡沫的吸水与保水性能有限，限制了其在植物无土栽培领域的应用。而聚醚多元醇是聚氨酯泡沫的主要原料之一，通过改进聚醚多元醇的结构特征，在聚氨酯泡沫体系中引入大量的亲水基团成为有效的手段。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇，采用复合起始剂，并通过控制环氧烷烃比例及聚合方式来设计聚醚多元醇的分子结构，制备的聚醚多元醇具有优异的亲水性能；本专利技术还提供其制备方法；本专利技术还提供一种无土栽培聚氨酯泡沫，开孔率高，回弹性高，稳定性好，吸水及保水性能优异，最高保水率达到700％；本专利技术还提供其制备方法。本专利技术所述的无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇，羟值为48.0-52.0mgKOH/g，官能度2-3；采用复合起始剂与环氧丙烷、环氧乙烷在催化剂的作用下共聚而成；所述复合起始剂为丙二醇、二乙二醇中的一种与甘油按摩尔比1:4-3:2混合。以质量百分数计，各原料用量如下：催化剂为磷腈类催化剂或KOH。本专利技术所述的无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇的制备方法，包括以下步骤：(1)将复合起始剂和催化剂加入到高压反应釜中，氮气置换至氧含量≤50ppm，升温至80-100℃，保持真空度小于-0.095MPa，抽真空脱水0.5-2h；(2)在78-82℃温度下，连续加入聚醚多元醇设计质量4-5％的环氧丙烷进行反应，加料完毕后升温至108-112℃，再连续加入环氧乙烷进行聚合，加料完毕后继续老化反应1-2h；然后连续加入剩余环氧丙烷进行聚合，加料完毕后老化反应1-2h，抽真空0.5-1h；(3)最后降温至80-90℃，加入磷酸、水和吸附剂进行后处理，抽滤，得到无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇。本专利技术所述的无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇所制备的无土栽培聚氨酯泡沫，由A组分和B组分制成；A组分为预聚体，由以下质量份数的原料制成：聚醚多元醇150-70份，聚醚多元醇230-50份，异氰酸酯46-74份；B组分由以下质量份数的原料制成：A组分和B组分的混合质量比为146:170-233:157；所述聚醚多元醇1为无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇；聚醚多元醇2为3官能度、分子量300的聚醚多元醇，优选为INOVOLC303，由山东一诺威新材料有限公司生产。异氰酸酯为甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)，优选为T80，由巴斯夫生产。植物纤维为山东大广新材料有限公司市售产品。交联剂为二乙醇胺或二乙烯三胺，优选为二乙醇胺。催化剂为A33与T12的混合物，A33由空气化工公司生产，T12由空气化工公司生产。匀泡剂为有机硅匀泡剂L580，由迈图公司生产。开孔剂为INOVOLS1900。本专利技术所述的无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇所制备的无土栽培聚氨酯泡沫的制备方法，包括以下步骤：(1)A组分：将聚醚多元醇1和聚醚多元醇2混合脱水后，加入异氰酸酯，在80-85℃下反应2-3h，冷却至室温备用；(2)B组分：将植物纤维、水、交联剂、催化剂、匀泡剂和开孔剂在室温下混合均匀，即得B组分；(3)将A组分和B组分混合后倒入模具中，在35-40℃温度下静置20-30min，然后脱模，即得无土栽培聚氨酯泡沫。与现有技术相比，本专利技术有以下有益效果：(1)本专利技术采用复合起始剂，并通过控制环氧烷烃比例及聚合方式来设计聚醚多元醇的分子结构，制备的聚醚多元醇具有优异的亲水性能；(2)本专利技术制备的无土栽培聚氨酯泡沫，吸水及保水性能优异，最高保水率达到700％，开孔率高，回弹性高，稳定性优异。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术的保护范围不仅限于此，该领域专业人员对本专利技术技术方案所作的改变，均应属于本专利技术的保护范围内。实施例和对比例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市购。实施例1按以下方法制备无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇：(1)将丙二醇212g和甘油736g，磷腈催化剂34g加入到高压反应釜中，氮气置换至氧含量≤50ppm，升温至80℃，保持真空度-0.095MPa抽真空脱水0.5h；(2)在高压反应釜中连续加入1700g环氧丙烷进行反应，控制聚合反应温度为80±2℃，加料完成后升温到110±2℃，再连续加入25500g环氧乙烷进行聚合，加料完成后继续老化反应2h；然后连续加入环氧丙烷5852g进行聚合，加料完成后继续老化反应1h，抽真空0.5h；(3)将反应釜内物料温度降到80℃，加入磷酸85g、水1190g和吸附剂51g进行后处理，抽滤，得到目标聚醚多元醇1(羟值48.1mgKOH/g)，即无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇。实施例2按以下方法制备无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇：(1)将二乙二醇424g和甘油552g，催化剂KOH75g加入到高压反应釜中，氮气置换至氧含量≤50ppm，升温至80℃，保持真空度-0.095MPa抽真空脱水0.5h；(2)在高压反应釜中连续加入1500g环氧丙烷进行反应，控制聚合反应温度为80±2℃，加料完成后升温到110±2℃，再连续加入24000g环氧乙烷进行聚合，加料完成后继续老化反应2h；然后连续加入环氧丙烷3524g进行聚合，加料完成后继续老化反应1h，抽真空0.5h；(3)将反应釜内物料温度降到80℃，加入磷酸177.3g、水1050g和吸附剂45g进行后处理，抽滤，得到目标聚醚多元醇1(羟值50.4mgKOH/g)，即无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇。实施例3按以下方法制备无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇：(1)将二乙二醇456g和甘油368g，催化剂KOH67.5g加入到高压反应釜中，氮气置换至氧含量≤5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇，其特征在于：羟值为48.0-52.0mgKOH/g，官能度2-3；采用复合起始剂与环氧丙烷、环氧乙烷在催化剂的作用下共聚而成；所述复合起始剂为丙二醇、二乙二醇中的一种与甘油按摩尔比1:4-3:2混合。/n

【技术特征摘要】
1.一种无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇，其特征在于：羟值为48.0-52.0mgKOH/g，官能度2-3；采用复合起始剂与环氧丙烷、环氧乙烷在催化剂的作用下共聚而成；所述复合起始剂为丙二醇、二乙二醇中的一种与甘油按摩尔比1:4-3:2混合。


2.根据权利要求1所述的无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇，其特征在于：以质量百分数计，各原料用量如下：





3.根据权利要求1所述的无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇，其特征在于：催化剂为磷腈类催化剂或KOH。


4.一种权利要求1-3任一项所述的无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将复合起始剂和催化剂加入到高压反应釜中，氮气置换至氧含量≤50ppm，升温至80-100℃，保持真空度小于-0.095MPa，抽真空脱水0.5-2h；
(2)在78-82℃温度下，连续加入聚醚多元醇设计质量4-5％的环氧丙烷进行反应，加料完毕后升温至108-112℃，再连续加入环氧乙烷进行聚合，加料完毕后继续老化反应1-2h；然后连续加入剩余环氧丙烷进行聚合，加料完毕后老化反应1-2h，抽真空0.5-1h；
(3)最后降温至80-90℃，加入磷酸、水和吸附剂进行后处理，抽滤，得到无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇。


5.一种权利要求1-3任一项所述的无土栽培聚氨酯泡沫用聚醚多元醇所制备的无土栽培聚氨酯泡沫，其特征在于：由A组分和B组分制成；
A组分为预聚体，由以下质量份数的原料制成：
聚醚多元醇150-70份，
聚醚多元醇23...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文涛，孙兆任，李剑锋，周玉波，张德江，
申请(专利权)人：山东一诺威新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37