一种生物可降解聚氨酯泡棉材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供的一种二氧化碳基生物可降解聚氨酯泡棉材料及其制备方法，以重量份计，由以下组份的原料制得：100

【技术实现步骤摘要】
一种生物可降解聚氨酯泡棉材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料及合成方法
，具体涉及了一种二氧化碳基生物可降解聚氨酯泡棉材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯材料已经成为一类重要的高分子材料，它拥有独特的分子结构，性能可根据应用环境的需求而进行相应的调整，被广泛应用于家居建材、工业、航空航天等领域。但是，利用普通聚醚多元醇和聚酯多元醇等原料所制备的聚氨酯材料普遍存在降解慢、降解难的问题。随着聚氨酯材料得到越来越广泛的应用，其废弃物所产生的“白色污染”问题已经给我们的生态环境造成了巨大的威胁。因此，研发生物可降解聚氨酯泡棉材料迫在眉睫。
[0003]目前，生物可降解聚氨酯材料的研究已经得到了广泛的关注，且取得了一些进展。比如，专利ZL200810026719.7公开了一种可降解聚氨酯的制备方法，他们采用的方法是利用植物基多元醇替代传统聚醚或聚酯多元醇，使聚氨酯材料的可降解性能得到改善；专利201410076534.2公开了一种利用树皮粉和木质素为原料制备可降解木质素多元醇聚氨酯树脂的方法。
[0004]近些年来，二氧化碳的过度排放越来越困扰着人类社会，由此产生的全球气候变暖问题已经对生态环境产生了影响。二氧化碳的转化为聚氨酯材料的研究具有重要意义。比如专利201410077162.5公开了一种制备可降解聚氨酯的新方法，他们首先利用二氧化碳与环氧丙烷的二聚反应物制备环碳酸酯，再将环碳酸酯与二胺化合物反应制备二氧化碳基多元醇，并以此多元醇为原料制备聚氨酯。专利申请号为201610511832.9的专利文件公布了一种二氧化碳制备非异氰酸酯聚氨酯的方法，他们通过二氧化碳分别与环氧大豆油和双酚A缩水甘油醚的反应合成两种环碳酸酯，再将这两种环碳酸酯与胺反应制备非异氰酸酯。而专利文件CN 106750137 A中的二氧化碳共聚物多元醇一般认为是二氧化碳与环氧烷交替共聚所产生聚合物。而且二氧化碳与环氧烷交替共聚反应的催化剂主要是金属有机化合物，结构复杂，合成步骤繁琐，成本昂贵。
[0005]然而，目前尚无二氧化碳基聚氨酯泡棉的相关研究。有鉴于此，我们公开了一种生物可降解聚氨酯泡棉材料及其制备方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种生物可降解聚氨酯泡棉及其制备方法。
[0007]为达成上述目的，本专利技术提出如下技术方案：
[0008]一种生物可降解聚氨酯泡棉，以重量份计，由包括以下组份的原料制得：
[0009][0010]余量为水。
[0011]在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述二异氰酸酯优选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种。
[0012]在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述交联剂选自含有至少3个羟基的化合物或者聚合物，优选为甘油、1,1,1
‑
三羟甲基丙烷、季戊四醇、聚乙烯醇中的一种或多种。
[0013]在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述催化剂优选自异辛酸铋、新葵酸铋、异辛酸锡、二月桂酸二丁基锡、异辛酸锌中的一种或多种。
[0014]在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述聚硅氧烷的分子量优选为0.8
‑
1.5kg/mol。
[0015]在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述二氧化碳基聚氨酯多元醇由二环氧化合物和二胺化合物制备而成，其制备反应方程式如下：
[0016][0017]式中，R1为二环氧化合物中连接两个环氧官能团的基团；
[0018]R2为二胺化合物中连接两个氨基的基团；
[0019]其中，二环氧化合物优选为双酚A缩水甘油醚、双酚F缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、1,4
‑
丁二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、苯二酚二缩水甘油醚中的至少一种；
[0020]二胺化合物优选自1,2
‑
乙二胺、1,4
‑
丁二胺、1,6
‑
己二胺、对苯二胺、4,4
’‑
联苯二胺中的至少一种；
[0021]催化剂为锂、钠、钾、铷、铯、镁、钙、钪、钛、钴、铜、钇、镧、锆、银、铝、锡的氢氧化物、氯化物、碳酸盐、磷酸盐中的至少一种；
[0022]所得二氧化碳基聚氨酯多元醇的分子量为0.8
‑
10kg/mol。
[0023]在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，一种生物可降解聚氨酯泡棉的制备方法，包括以下步骤：
[0024]1)将二氧化碳基聚氨酯多元醇加入至烧杯中，并在1500
‑
2200rpm转速下搅拌均匀；搅拌均匀后升温至45
‑
65℃，再向烧杯内依次加入催化剂、聚硅氧烷、交联剂、水，并在1000
‑
2500rpm转速下搅拌均匀，而后冷却至室温，得到A料；
[0025]2)将二异氰酸酯作为B料，放置在反应器中，并将其冷却至1
‑
5℃；随后将步骤1)所得的A料加入到反应器中，并在1500
‑
2500rpm的转速下搅拌均匀得到预聚体；
[0026]3)将上步骤2)所得到的预聚体注入到模具中，在40
‑
50℃条件下进行发泡，发泡时间为15
‑
60分钟；
[0027]4)发泡结束后进行脱模，并在70
‑
100℃的条件下熟化1
‑
5小时。
[0028]本专利技术公开了一种生物可降解聚氨酯泡棉及其制备方法，与现有技术相比，本专利技术的技术方案获得了如下有益效果：
[0029](1)二氧化碳作为原料制备聚氨酯泡棉，有助于缓解温室气体过度排放所造成的全球气候问题，符合我国“碳达峰”、“碳中和”战略。
[0030](2)二氧化碳基聚氨酯多元醇相比常规聚酯多元醇或聚醚多元醇具有更强的生物可降解能力，这也赋予了聚氨酯泡棉材料更好的生物可降解性。
[0031](3)本专利技术使用的二氧化碳基聚氨酯多元醇是利用简单金属无机盐化合物催化二环氧化合物、二胺化合物与二氧化碳一步生成，具有合成方法简单、操作方便、催化剂价格便宜、催化效率高效的优点。
[0032]应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本专利技术主题公开的一部分。
[0033]从下面的描述中可以更加全面地理解本专利技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本专利技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本专利技术教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
[0034]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0035]图1为本专利技术工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物可降解聚氨酯泡棉，其特征在于，以重量份计，由包括以下组份的原料制得：2.根据权利要求1所述的一种生物可降解聚氨酯泡棉，其特征在于，所述二异氰酸酯优选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种生物可降解聚氨酯泡棉，其特征在于，所述交联剂选自含有至少3个羟基的化合物或者聚合物，优选为甘油、1,1,1
‑
三羟甲基丙烷、季戊四醇、聚乙烯醇中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种生物可降解聚氨酯泡棉，其特征在于，所述催化剂优选自异辛酸铋、新葵酸铋、异辛酸锡、二月桂酸二丁基锡、异辛酸锌中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的一种生物可降解聚氨酯泡棉，其特征在于，所述聚硅氧烷的分子量优选为0.8
‑
1.5kg/mol。6.根据权利要求1所述的一种生物可降解聚氨酯泡棉，其特征在于，所述二氧化碳基聚氨酯多元醇由二环氧化合物和二胺化合物制备而成，其制备反应方程式如下：式中，R1为二环氧化合物中连接两个环氧官能团的基团；R2为二胺化合物中连接两个氨基的基团；其中，二环氧化合物优选为双酚A缩水甘油醚、双酚F缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、1,4
‑
丁二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、苯二酚二缩水甘油醚中的至少一种；二胺化合物优选自1,2
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：朱伟妹，马晓明，游伟扬，
申请(专利权)人：恩龙实业嘉兴有限公司，
类型：发明
国别省市：