一种植物油基多元酚及利用其制备可循环再生利用的聚氨酯泡沫的方法技术

本发明专利技术属于聚氨酯材料技术领域，具体涉及一种植物油基多元酚及利用其制备可循环再生利用的聚氨酯泡沫的方法。本发明专利技术通过对植物油脂改性获得一系列植物油基多元酚，然后与异氰酸酯、发泡剂等助剂共混、固化制备得到聚氨酯泡沫，植物油基多元酚中的酚羟基与异氰酸酯反应可形成酚

【技术实现步骤摘要】
一种植物油基多元酚及利用其制备可循环再生利用的聚氨酯泡沫的方法


[0001]本专利技术属于聚氨酯材料
，具体地说，涉及一种植物油基多元酚及利用其制备可循环再生利用的聚氨酯泡沫的方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯泡沫（PUF）具有价格低廉、耐热、导热系数低、质量轻、强度高、耐烧蚀、等优势，且结构和性能易于调整，广泛应用于冷藏保温、建筑节能、家具、鞋服和车辆船舶等领域。聚氨酯泡沫的制备是以多元醇和异氰酸酯为主要原料，在发泡剂、催化剂等多种助剂作用下发泡而成的热固性高分子聚合物。目前生产聚氨酯泡沫的多元醇大都是以石化基化学品为原料，由于石油资源日益枯竭，石油价格的上涨以及供给的不可靠性严重限制了聚氨酯工业的发展。开发和寻找新的替代资源，减少聚氨酯工业对石油产品的依赖，发展可再生生物质来源的化学品已成为人类社会在新世纪必须加以解决的重大课题。
[0003]同时，随着聚氨酯泡沫使用量的日益增加，材料的使用后处理也面临问题。通常达到使用寿命或废弃后的聚氨酯泡沫存在难以循环回收利用，导致处理成本高且易造成二次污染。因此，开发一种可循环再生利用的聚氨酯泡沫，对推动节能减排、绿色循环低碳发展具有明显的支撑作用。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种植物油基多元酚及其制备方法和其在制备可循环再生利用的聚氨酯泡沫中的应用。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种植物油基多元酚，通过如下方法制备：在催化剂作用下，植物油与酚类化合物进行70
‑
90℃下反应3
‑
5h，经净化得到植物油基多元酚。
[0006]可选地，所述的酚类化合物为苯酚、邻苯二酚、愈创木酚中的一种或多种；所述的植物油为桐油、蓖麻油、大豆油、棕榈油、橡胶籽油、棉籽油、米糠油中的一种或多种。
[0007]可选地，所述植物油与所述酚类化合物的质量用量比为1:(1~2)。
[0008]可选地，所述催化剂为对甲苯磺酸、四氟硼酸、磷钨酸中的一种或多种，催化剂用量占植物油和酚类化合物总质量的0.5~3%。
[0009]一种利用上述植物油基多元酚制备可循环再生利用的聚氨酯泡沫的方法，在室温下，将植物油基多元酚与异氰酸酯、助剂混合反应，倒入模具中，在一定温度下固化，得到可循环再生利用的聚氨酯泡沫；所述助剂包括发泡剂、稳定剂、催化剂。
[0010]可选地，各原料组分以重量份计包括，植物油基多元酚100份，异氰酸酯120份，稳定剂3~4份，胺类催化剂0.2~0.6份，发泡剂5~10份。
[0011]可选地，所述催化剂为N,N
‑
二甲基环己胺；所述发泡剂为HFC
‑
141b、环戊烷、HFC
‑
365mfc中的一种或多种；所述稳定剂为硅型泡沫稳定剂。
[0012]可选地，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、多次甲基多异氰酸酯中的一种或多种。
[0013]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：本专利技术以来源广泛、价格低廉、天然可再生的植物油为原料，通过无溶剂绿色合成方法制备植物油基多元酚，植物油基多元酚中的酚羟基与异氰酸酯反应形成以酚
‑
氨基甲酸酯键为交联网络的植物油基聚氨酯泡沫，使其具有可再加工和循环回收利用功能，且回收再利用仍具有优异性能；该植物油基聚氨酯泡沫不仅机械和循环再生性能优异，而且是利用林产资源植物油为原料，具有节约资源和保护环境的双重功效。本专利技术制备工艺简单，相对成本较低，绿色且可持续。
附图说明
[0014]图1为本专利技术所述桐油和愈创木酚通过Friedel
‑
Crafts烷基化反应制备桐油基多元酚的示意图；图2为本专利技术实施例1所得桐油基多元酚的红外光谱图；图3为本专利技术实施例1所得桐油基多元酚的核磁氢谱测试图；图4为本专利技术实施例1所得桐油基多元酚的紫外光谱图；图5为本专利技术实施例1所得不同比例桐油基聚氨酯泡沫的表观密度和压缩强度测试图；图6为本专利技术实施例1所得桐油基聚氨酯泡沫的循环利用；图7为本专利技术图实施例1所得桐油基聚氨酯弹性体的拉伸强度测试图。
具体实施方式
[0015]下面结合具体实施例对本专利技术进一步进行描述。
[0016]原料来源：桐油、蓖麻油、大豆油、棕榈油、橡胶籽油、棉籽油、米糠油：皆购自宜宾市南溪区大自然植物油脂加工厂，工业纯；异氰酸酯：烟台市顺达聚氨酯有限责任公司，工业纯；聚醚4110：山东蓝星东大化工有限责任公司，工业纯；AK8804：江苏美思德化学股份有限公司，工业纯；其余原料均为市售常规化学品；高速多功能粉碎机：武义海纳电器有限公司，设备型号HC
‑
200T；手动平板硫化机：江苏新浩洁实验仪器有限公司，规格型号BD
‑
8820
‑
C；万能试验机：中国深圳三思试验设备有限公司，规格型号CMT4000。
[0017]实施例1将桐油（100g）、愈创木酚（200g）和3wt%的对甲苯磺酸（按原料总质量计）加入到100 mL的三口烧瓶中，升温至80℃，在搅拌状态下反应4h，反应过程示意图如图1所示。反应结束后加入3wt.%的NaOH溶液除去未反应的愈创木酚，收集有机相，用去离子水洗涤2次，收集有机相，旋蒸除去水分，得到植物油基多元酚（桐油基多元酚）。
[0018]根据表1所示的配方，按照植物油基多元酚与聚醚4110不同的配比，将合成的植物
油基多元酚、聚醚4110与助剂混合均匀，再与120质量份的异氰酸酯搅拌20s，转速2500r/min，倒入模具中，在60℃下熟化24 h，得到聚氨酯泡沫，分别标记为TPU
‑
1、TPU
‑
2、TPU
‑
3、TPU
‑
4、TPU
‑
5。采用高速多功能粉碎机将制备的桐油基聚氨酯泡沫破裂成30~300目的粉末，粉碎功率和时间分别为1200W和3min，然后采用手动平板硫化机模压成完整的聚氨酯弹性体，示意图如图6所示，分别标记为TPUF
‑
1、TPUF
‑
2、TPUF
‑
3、TPUF
‑
4、TPUF
‑
5，压缩条件为120℃、15MPa、20min，从而实现聚氨酯泡沫的可循环再生利用。
[0019]表1 实施例1中不同比例植物油基多元酚制备聚氨酯泡沫配方均以质量份计
样品植物油基多元酚聚醚4110N,N
‑
二甲基环己胺AK8804环戊烷异氰酸酯TPU
‑
110000.63.56120TPU
‑
280200.63.56120TPU
‑
360400.63.56120TPU
‑
440600.63.56120TPU
‑
520800.63.56120
实施例2将蓖麻油（10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植物油基多元酚，其特征在于，通过如下方法制备：在催化剂作用下，植物油与酚类化合物进行70
‑
90℃下反应3
‑
5h，经净化得到植物油基多元酚。2.根据权利要求1所述的一种植物油基多元酚，其特征在于，所述的酚类化合物为苯酚、邻苯二酚、愈创木酚中的一种或多种；所述的植物油为桐油、蓖麻油、大豆油、棕榈油、橡胶籽油、棉籽油、米糠油中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种植物油基多元酚，其特征在于，所述植物油与所述酚类化合物的质量用量比为1:(1~2)。4.根据权利要求1所述的一种植物油基多元酚，其特征在于，所述催化剂为对甲苯磺酸、四氟硼酸、磷钨酸中的一种或多种，催化剂用量占植物油和酚类化合物总质量的0.5~3%。5.一种利用权利要求1
‑
4中任一项所述植物油基多元酚制备可循环再生利用的聚氨酯泡沫的方法，其特征在于：在室温下，将植物油基多元酚与异氰酸酯、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张猛，赵宝正，周永红，宋飞，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院林产化学工业研究所，
类型：发明
国别省市：