一种高强度高韧性生物基海绵及其制备方法技术

一种高强度高韧性生物质海绵及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种高强度高韧性生物基海绵及其制备方法


[0001]本专利技术涉及家居物品制造
，特别涉及一种高强度高韧性生物基海绵及其制备方法
。

技术介绍

[0002]聚氨酯海绵以其柔软舒适的特点在家居产品中被广泛应用，而在现有技术中，聚氨酯海绵生产原料主要以石油基为主
。
随着双碳目标
、
生物经济产业的趋势越来越明显，以及人们环保和健康意识的增强，生态家居的概念备受关注
。
[0003]为了达到生态家居的目的，一种解决方案是使用天然乳胶替代现有的石油基聚氨酯海绵，但天然乳胶产品使用寿命短且价格昂贵
。
另一种解决方案便是将生物质原料制备成聚氨酯海绵所需的原料添加到石油基海绵的制备配方中，常见的有蓖麻油多元醇
、
大豆油多元醇以及棕榈油多元醇等
。
但是，现有的由上述材料制备的聚氨酯海绵密度一般在
15
～
100KG/M3左右，其密度相对乳胶产品或不添加生物基原料的聚氨脂海绵来说是比较低的
。
而低密度海绵的机械性能较差，尺寸稳定性也较差，导致生产难度非常高
。
[0004]因此，如果能将生物质原料制备成聚氨酯海绵所需的原料的机械强度和韧性提高，就可以得到具有环保性能的低成本
、
高性能聚氨酯海绵产品
。
但大多生物质分子具有多个反应基团和复杂的三维结构，在与异氰酸酯反应过程中难以控制
。
而且，现有的生物质原料所具有的过高的官能度虽然会使制备的聚氨酯产品交联度高，强度增大，但会造成过高的玻璃化转变温度和较差的韧性
。
另一些生物质原料具有一维线性结构，同时所具有的较大分子量会使制备的聚氨酯分子柔性增加，但强度下降，同时也会使制品断裂伸长率下降
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种可以解决上述问题的高强度高韧性生物基海绵及其制备方法
。
[0006]一种高强度高韧性生物质海绵，其由以下原料制成：聚氧化丙烯多元醇
3000
，聚氧化丙烯多元醇
2000
，所述三维立体高官能度生物质多元醇
、
所述一维线性多官能度生物质多元醇
、
表面活性剂
、
复合催化剂
、
去离子水
、
以及改性异氰酸酯为原料
。
其中聚氧化丙烯多元醇
3000
的份数为
30
～
60
份
、
聚氧化丙烯多元醇
2000
的份数为
30
～
50
份
、
三维立体高官能度生物质多元醇的份数为
10
～
30
份
、
一维线性多官能度生物质多元醇的份数为
10
～
30
份
、
表面活性剂的份数为
1.5
～4份
、
去离子水的份数为
1.5
～4份
、
复合催化剂的份数为
0.5
～2份
、
改性异氰酸酯的份数为
40
～
60
份
。
[0007]进一步地，所述三维立体高官能度生物质多元醇为分子量为
3000
～
5000
，官能度为5～
7。
[0008]进一步地，所述一维线性多官能度生物质多元醇的分子链为线性直链，分子量为
6000
～
12000
，官能度为2～
3。
[0009]进一步地，所述表面活性剂为聚硅氧烷
‑
氧化烯烃嵌段共聚物
。
[0010]一种高强度高韧性生物质海绵的制备方法，其包括如下步骤：
[0011]A:
制备三维空间结构多官能度生物质多元醇：
[0012]A1:
提供多糖类生物质，所述多糖类生物质占制备所述三维空间结构多官能度生物质多元醇的所有原料的
30
％～
60
％；
[0013]A2:
提供预处理剂，所述预处理剂为乙二醇，丙二醇，二乙醇胺，三乙醇胺中的一种或几种，首先使用该预处理对所述多糖类生物质进行预处理，预处理温度为
20
‑
80
摄氏度，预处理时间为
24
‑
48
小时
,
所述预处理剂占制备所述三维空间结构多官能度生物质多元醇的所有原料的4％～6％；
[0014]A3:
提供溶剂，所述溶剂为聚醚多元醇，所述溶剂占制备所述三维空间结构多官能度生物质多元醇的所有原料的
30
％～
70
％；
[0015]A4:
提供催化剂，所述催化剂为浓硫酸
/
浓磷酸复合酸，所述催化剂占制备所述三维空间结构多官能度生物质多元醇的所有原料的4％～6％；
[0016]A5:
首先将多糖类生物质原料与预处理剂混合均匀并搅拌至预定时间，加入所述溶剂，升温至
100
‑
120
摄氏度，搅拌均匀，最后加入催化剂，搅拌均匀，升温至液化温度区间得到三维多官能度多糖类生物质多元醇，液化温度为
120
～
180
摄氏度；液化时间为4～8小时；
[0017]B:
制备一维线性多官能度生物质多元醇
:
[0018]B1
：提供纤维素多糖类生物质，所述纤维素多糖类生物质占制备所述一维线性多官能度生物质多元醇的所有原料的
20
％～
50
％；
[0019]B2
：提供预处理剂，所述预处理剂为乙二醇，丙二醇，二乙醇胺，三乙醇胺中的一种或几种，首先使用该预处理剂对所述纤维素多糖类生物质进行预处理，预处理温度为
20
‑
80
摄氏度，预处理时间为
24
‑
48
小时
,
所述预处理剂占制备所述一维线性多官能度生物质多元醇的所有原料的4％～6％；
[0020]B3
：提供溶剂，所述溶剂为聚醚多元醇，所述溶剂占制备所述一维线性多官能度生物质多元醇的所有原料的
30
％～
70
％；
[0021]B4
：提供催化剂，所述催化剂为浓硫酸
/
浓磷酸复合酸，所述催化剂占制备所述一维线性多官能度生物质多元醇的所有原料的4％～6％；
[0022]B5
：首先将所述多糖类生物质原料与所述预处理剂混合均匀，搅拌至预定时间，加入所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高强度高韧性生物质海绵，其特征在于：所述高强度高韧性生物质海绵由以下原料制成：聚氧化丙烯多元醇
3000
，聚氧化丙烯多元醇
2000
，所述三维立体高官能度生物质多元醇
、
所述一维线性多官能度生物质多元醇
、
表面活性剂
、
复合催化剂
、
去离子水
、
以及改性异氰酸酯为原料，其中聚氧化丙烯多元醇
3000
的份数为
30
～
60
份
、
聚氧化丙烯多元醇
2000
的份数为
30
～
50
份
、
三维立体高官能度生物质多元醇的份数为
10
～
30
份
、
一维线性多官能度生物质多元醇的份数为
10
～
30
份
、
表面活性剂的份数为
1.5
～4份
、
去离子水的份数为
1.5
～4份
、
复合催化剂的份数为
0.5
～2份
、
改性异氰酸酯的份数为
40
～
60
份
。2.
如权利要求1所述的高强度高韧性生物质海绵，其特征在于：所述三维立体高官能度生物质多元醇为分子量为
3000
～
5000
，官能度为5～
7。3.
如权利要求1所述的高强度高韧性生物质海绵，其特征在于：所述一维线性多官能度生物质多元醇的分子链为线性直链，分子量为
6000
～
12000
，官能度为2～
3。4.
如权利要求1所述的高强度高韧性生物质海绵，其特征在于：所述表面活性剂为聚硅氧烷
‑
氧化烯烃嵌段共聚物
。5.
一种如权利要求1至4任一项所述的高强度高韧性生物质海绵的制备方法，其包括如下步骤：
A:
制备三维空间结构多官能度生物质多元醇：
A1:
提供多糖类生物质，所述多糖类生物质占制备所述三维空间结构多官能度生物质多元醇的所有原料的
30
％～
60
％；
A2:
提供预处理剂，所述预处理剂为乙二醇，丙二醇，二乙醇胺，三乙醇胺中的一种或几种，首先使用该预处理对所述多糖类生物质进行预处理，预处理温度为
20
‑
80
摄氏度，预处理时间为
24
‑
48
小时
,
所述预处理剂占制备所述三维空间结构多官能度生物质多元醇的所有原料的4％～6％；
A3:
提供溶剂，所述溶剂为聚醚多元醇，所述溶剂占制备所述三维空间结构多官能度生物质多元醇的所有原料的
30
％～
70
％；
A4:
提供催化剂，所述催化剂为浓硫酸
/
浓磷酸复合酸，所述催化剂占制备所述三维空间结构多官能度生物质多元醇的所有原料的4％～6％；
A5:
首先将多糖类生物质原料与预处理剂混合均匀并搅拌至预定时间，加入所述溶剂，升温至
100
‑
120
摄氏度，搅拌均匀，最后加入催化剂，搅拌均匀，升温至液化温度区间得到三维多官能度多糖类生物质多元醇，液化温度为
120
～
180
摄氏度；液化时间为4～8小时；
B:
制备一维线性多官能度生物质多元醇
:B1
：提供纤维素多糖类生物质，所述纤维素多糖类生物质占制备所述一维线性多官能度生物质多元醇的所有原料的
20
％～
50
％；
B2
：提供预处理剂，所述预处理剂为乙二醇，丙二醇，二乙醇胺，三乙醇胺中的一种或几种，首先使用该预处理剂对所述纤维素多糖类生物质进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：丘国豪，郑迁，邓泽华，国海玲，张雷，翁振强，
申请(专利权)人：浙江高裕家居科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：