本发明专利技术提供一种聚氨酯泡沫塑料组合物，其特征在于，该泡沫塑料组合物含有改性的生物质液化重质油、异氰酸酯、发泡剂和催化剂，异氰酸酯相对于改性的生物质液化重质油和发泡剂以独立组分的形式存在，所述改性的生物质液化重质油的羟值为350-580mgKOH/g。本发明专利技术还提供一种由所述的聚氨酯泡沫塑料组合物制得的聚氨酯泡沫，以及一种含木质素材料的再利用方法。在本发明专利技术中不仅降低了聚氨酯泡沫生产的成本，还提高了聚氨酯泡沫的抗压缩强度、热分解温度和生物降解性，为聚氨酯泡沫的制备开拓了一种新的方法，同时也拓展了聚氨酯原料的来源范围，同时使作为废弃物的含木质素材料得到了有效的利用，实现了生物质材料的高效全利用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是涉及。
技术介绍
在能源危机和环境污染日益严重的今天，开发利用可再生的生物质资源受到科研 工作者和各国政府的高度关注。热化学催化液化是一种高效的生物质转化方法，可以将固 体转变为液体原料。含木质素材料是指各种含木质素的天然材料，包括绿色植物通过光合 作用合成的有机物，一般为固态，主要形式有林木如枝条、农业秸秆如麦秸、稻秆、玉米秆， 以及草类如芒草。含木质素材料将太阳能转变为化学能，以可再生形式储存生物圈中的碳， 为地球上碳循环的重要环节。我国含木质素材料资源丰富，理论年产量为50亿吨左右，以 含木质素材料液化生产高值化学品和液体燃料具有巨大的资源优势。目前含木质素材料液化主要有两种工艺一种是生物化学法，主要是以水解、发酵 等生物化学方法将含木质素材料中的纤维素/半纤维素等糖类高聚物转化为乙醇，木质素 作为残渣被遗弃；另一种是热化学法，包括快速热解和溶剂液化。与快速热解相比，酸催化 下的溶剂液化工艺反应条件温和，因此有很大的开发潜力。但是采用溶剂液化存在两个问 题一是生物质液化重质油和残渣率高，一般可高达生物质原料质量的40-70 %。另外，常 用的生物质液化溶剂，如苯酚、多元醇和碳酸酯，在液化过程中与生物质大分子结合，因此 含木质素材料液化后既不容易将溶剂回收，也不容易将各种液化产物进行有效分离。因而 目前只能将整个液化产物用于制备低品质的高分子材料。CN101255112A公开了一种通过将含纤维素材料与酸化的脂肪醇在120-140°C下 接触30-90分钟后，并且通过简单蒸馏即可将乙酸酯分离出来，另外，还可在蒸馏过程中回 收过量的脂肪醇，分离出乙酸酯和脂肪醇后的液体组分粘度低，呈红褐色透明状，具有可燃 性，可作为有机燃料。该方法以含纤维素材料液化生产高值化学品和液体燃料，这无疑具有 巨大的资源优势。但是该方法只提及从液化产物中分离出乙酸酯和脂肪醇，并且分离出乙 酸酯和脂肪醇后的液体用于有机燃料，对作为废弃物的含木质素材料的有效的利用，以及 实现生物质材料的高效全利用还不充分。聚氨酯材料是现代塑料工业中发展最快的品种之一。一般，聚氨酯是由二元或多 元有机异氰酸酯与二元或多元醇化合物(聚醚多元醇或聚酯多元醇)在催化剂和发泡剂存 在下反应制得。通常，聚氨酯材料可以用作塑料、橡胶、纤维、黏合剂、合成皮革、防水材料 及铺饰材料等。用于制备聚氨酯泡沫塑料的多元醇原料主要有两种聚醚多元醇与聚酯多 元醇。由聚酯多元醇为原料制备的聚氨酯泡沫塑料通常具有良好的机械力学性能和耐油 性能，但是由于聚酯多元醇室温下多为蜡状固体，加热熔融后的黏度较大，使得合成聚氨酯 过程中原料混合困难，而且聚酯多元醇原料价格也高于聚醚多元醇。聚醚多元醇由于其分 子内聚能较低，醚键易于旋转，所以由其制备的聚氨酯泡沫手感更柔软，而且耐水解性能优良，同时由于原料黏度低，易于与异氰酸酯、助剂等原料混合，加工性能优良。由于聚氨酯在 自然界中难以降解而且回收利用困难，所以聚氨酯的蓬勃发展也带来了其废弃物污染环境 的问题，开发可生物降解聚氨酯材料被认为是解决这一难题的理想途径之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种聚氨酯泡沫塑料组合物以及一种聚氨酯泡沫，还提供了 一种含木质素材料的再利用方法。本专利技术的专利技术人意外地发现，将正辛醇与木粉在酸催化剂存在下的液化反应产物 无需干燥，直接进行离心分离，得到明显分层的轻质油和生物质液化重质油。使用该生物质 液化重质油经过改性可以代替聚醚多元醇与异氰酸酯反应，能够制得抗压缩性能和热分解 性能均非常优异的聚氨酯泡沫，而且这种聚氨酯泡沫的生物降解性好，由此解决了现有技 术聚氨酯在自然界中不可降解而且回收利用困难的问题。而且将轻质油蒸馏或精馏，可收 集乙酸酯和二醚化合物。蒸馏后的剩余物热值高，可直接与柴油混溶，部分替代柴油。本专利技术提供一种聚氨酯泡沫塑料组合物，其特征在于，该泡沫塑料组合物含有 改性的生物质液化重质油、异氰酸酯、发泡剂和催化剂，异氰酸酯相对于改性的生物质 液化重质油和发泡剂以独立组分的形式存在，所述改性的生物质液化重质油的羟值为 350-580mgK0H/g，该改性的生物质液化重质油通过在酸存在下，将生物质液化重质油与醇 化合物和/或在所述酸存在下能够形成醇的化合物接触而得到，所述生物质液化重质油为 由含木质素材料与脂肪醇溶剂液化得到的产物中分离得到的重质组分，该重质组分在20°C 时的粘度> 1000000cp。本专利技术提供一种由上述的聚氨酯泡沫塑料组合物制得的聚氨酯泡沫。本专利技术还提供一种含木质素材料的再利用方法，该方法包括在酸催化剂存在下， 将含木质素材料与脂肪醇溶剂进行第一接触，得到液化产物，并从该液化产物中分离出生 物质液化重质油和轻质油，生物质液化重质油在20°C时的粘度为> lOOOOOOcp，然后在酸 存在下，将所述生物质液化重质油与醇化合物和/或在所述酸存在下能够形成醇的化合物 进行第二接触，并将第二接触后的产物作为改性的生物质液化重质油用于制备上述的聚氨 酯泡沫塑料组合物或制备聚氨酯泡沫。在现有技术中，直接采用生物质液化产物用于聚氨酯泡沫时，由于生物质中所含 的纤维素、半纤维素在液化降解过程中释放出小分子的醛类、酸类物质，这些小分子物质易 与异氰酸酯组分反应，增加了原料消耗的同时，还提高了聚氨酯产品的VOC值。而本专利技术通过脂肪醇液化降解纤维素、半纤维得到的轻质油可以很容易地与富含 木质素降解产物的重质油分离。这样，富集了木质素降解的芳环的生物质液化重质油经二 次改性又提高了活性羟基的含量，提高了与异氰酸酯组分的反应活性，使其有利于聚氨酯 材料制备，并进一步改善了聚氨酯材料的热分解温度和抗压缩强度等指标。并且使用该改 性后的生物质液化重质油代替昂贵的聚醚多元醇用于制备聚氨酯泡沫塑料组合物可以大 大降低制备聚氨酯泡沫的成本，为聚氨酯泡沫的制备开拓了一种新的方法，同时也拓展了 聚氨酯原料的来源范围。另外，将轻质油蒸馏或精馏，可收集乙酸酯和醚类化合物。蒸馏后 的剩余物热值高，可直接与柴油混溶，部分替代柴油使用，从而使作为废弃物的含木质素材 料得到了有效的利用，实现了生物质材料的高效全利用。具体实施例方式本专利技术提供、一种聚氨酯泡沫塑料组合物，其特征在于，该泡沫塑料组合物含有 改性的生物质液化重质油、异氰酸酯、发泡剂和催化剂，异氰酸酯相对于改性的生物质 液化重质油和发泡剂以独立组分的形式存在，所述改性的生物质液化重质油的羟值为 350-580mgK0H/g，该改性的生物质液化重质油通过在酸存在下，将生物质液化重质油与醇 化合物和/或在所述酸存在下能够形成醇的化合物接触而得到，所述生物质液化重质油为 由含木质素材料与脂肪醇溶剂液化得到的产物中分离得到的重质组分，该重质组分在20°C 时的粘度> 1000000cp。本专利技术中，上述生物质液化重质油为在酸催化剂存在下，将含木质素材料与脂肪 醇溶剂液化得到的产物，并从该产物中分离出的重质组分，液化反应的条件可以为本领域 所公知的各种方法。优选为相对于100质量份脂肪醇，酸催化剂的用量为1-3质量份，含木 质素材料的用量为33-67质量份。在反应的压力为0. 2-0. 42兆帕、反应的温度为110-170°C 下反应30-120本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚氨酯泡沫塑料组合物，其特征在于，该泡沫塑料组合物含有改性的生物质液化重质油、异氰酸酯、发泡剂和催化剂，异氰酸酯相对于改性的生物质液化重质油和发泡剂以独立组分的形式存在，所述改性的生物质液化重质油的羟值为３５０－５８０ｍｇＫＯＨ／ｇ，该改性的生物质液化重质油通过在酸存在下，将生物质液化重质油与醇化合物和／或在所述酸存在下能够形成醇的化合物接触而得到，所述生物质液化重质油为由含木质素材料与脂肪醇溶剂液化得到的产物中分离得到的重质组分，该重质组分在２０℃时的粘度＞１００００００ｃｐ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：秦特夫，邹献武，黄洛华，王勇，李燕，韩雁鸣，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院木材工业研究所，
类型：发明
国别省市：11
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