專利名稱：木素基多元醇的制作方法
背景技術(shù)：
目前，泡沫體和聚氨酯塑料是通過多元醇與官能度至少為2或大于2的異氰酸酯反應(yīng)來制備。多元醇可以是官能度至少為2或大于2的聚酯分子，多元醇也可以是通過環(huán)氧丙烷或環(huán)氧乙烷與諸如乙二醇或甘油的分子反應(yīng)所制備的各種分子量的聚醚多元醇分子，五個羥基的聚醚多元醇與二官能度或多官能度異氰酸酯反應(yīng)能生產(chǎn)固體塑料或泡沫體。但是，目前為生產(chǎn)硬質(zhì)泡沫體或聚氨酯塑料，必須將一份多元醇與一份異氰酸酯反應(yīng)，這是因為異氰酸酯一般都含有芳環(huán)，這就是能使泡沫體剛性以及有很高交聯(lián)密度的原因。
另外，異氰酸酯含量高的主要缺點是當泡沫體燃燒時，會產(chǎn)生高含量毒氣，而這些毒氣一般都來源于分子中的異氰酸酯部分。若能減少有毒煙霧，將是一個極大改進。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過用木素分子作為多元醇成份的一部分所帶來的優(yōu)點非常明顯。通過在體系的多元醇成份中使用木素分子所帶來的一個優(yōu)點是可使異氰酸酯的量減少40％或更多，而仍能生產(chǎn)硬質(zhì)泡沫體，這樣就能減少源自體系中異氰酸酯成份的有毒氣體。
木素分子是一種存在于木頭、草、甘蔗和其它物質(zhì)中的天然酚類分子。一般來說，作為造紙時制漿過程副產(chǎn)物產(chǎn)生的木素，大部分都只是被燃燒來回收熱值，單美國每年就要燒掉500億磅木素來獲取其熱值?？墒褂脕碜耘Ｆぜ堉茲{過程、亞硫酸鹽制漿過程、半機械制漿過程、熱機械制漿過程、半化學(xué)制漿過程、溶劑制漿過程、蒸汽爆炸制漿過程和生物體制漿過程的任何木素。
作為本發(fā)明的一部分，我們發(fā)現(xiàn)某些木素可很好地起到用于異氰酸酯體系的多元醇組分作用，可根據(jù)所期望的體系最終性質(zhì)在體系中使用不同含量的這些木素。
使用木素分子還能明顯改進泡沫體的抗?jié)裥?，事實上，當在聚氨酯泡沫體中使用適當含量的木素時，即使直接與濕氣接觸，聚氨酯泡沫體也幾乎不透濕氣，而用目前使用的多元醇制備的商品泡沫體簡直就象海棉一樣吸收濕氣。使用木素作為部分多元醇體系的另一個主要優(yōu)點是成品泡沫體或聚氨酯塑料零件的聚氨酯泡沫體的阻燃性，這是因為木素起了天然阻燃劑的作用。但是本發(fā)明的一個主要方面是使木素容易溶解于環(huán)氧乙烷制成的聚醚多元醇中。
非常重要的一點是，當僅由環(huán)氧丙烷制備有規(guī)聚醚多元醇時，由于所得多元醇不易溶解木素分子，在許多情況下會產(chǎn)生相分離，不能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)聚氨酯泡沫或塑料產(chǎn)品，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，若將環(huán)氧乙烷作為部分多元醇可使其與木素摻混。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的一個情況是目前通用的聚醚多元醇僅能勉強溶解各種木素，這種情況下，很難生產(chǎn)出高質(zhì)量的泡沫體或聚氨酯塑料零件，因為在異氰酸酯加入木素多元醇摻混物時，木素往往會相分離，這會使機械產(chǎn)品很難穩(wěn)定。
本發(fā)明還有一個重要方面是為制備高質(zhì)量的聚氨酯泡沫體和塑料材料，鈉離子或其它存在于木素中的苛性離子如鉀離子可能會對聚氨酯成品有顯著影響，這是因為在水中能產(chǎn)生堿性pH的物質(zhì)可用作聚氨酯加聚物的異氰酸酯羥基反應(yīng)強催化劑，這一點是大家所熟知的。因此，若鈉離子含量過高，會使羥基和異氰酸酯的反應(yīng)進程過快，生產(chǎn)出質(zhì)量很差的產(chǎn)品。我們發(fā)現(xiàn)，一旦木素基多元醇已與異氰酸酯反應(yīng)，就要將鈉離子含量降低到足夠生產(chǎn)實用產(chǎn)品的水平，這是本發(fā)明的一個主要方面。另外，鈉離子或其它無機離子如鉀離子含量過高將使泡沫體在實用時慢慢降解。
實施例1在一個適當容器中，用加熱和/或加壓法摻混300份溶劑制漿過程產(chǎn)生的木素和700份WL-440(一種由環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷混合物制成的聚醚多元醇)，可用適宜的混合器攪拌并加熱，若需要可用較高的壓力。該混合物可加熱至200°F來提高溶解速度?；旌线^程持續(xù)到生成一個黑色溶液。所得到的液體物質(zhì)的物理粘度為1532厘沲(100°F)，該粘度將取決于具體使用的木素。實施例II為制備熱固性聚氨酯零件，將1.5份實施例I的樹脂溶液與1份Rubinate R1840(ICI產(chǎn)品)混合，并傾入一個模具內(nèi)，使其硬化，壓模時可加熱模具，這樣就生產(chǎn)出一個極硬的韌性塑料。制品的硬度將取決于具體使用的木素。實施例III為生產(chǎn)一個泡沫體，將2份實施例I的木素基多元醇與0.05份水和1份Rubinate R1840預(yù)混，然后傾入一個適當容器內(nèi)，將得到一個自由膨漲的泡沫體。實施例IV為生產(chǎn)一個低密度泡沫體，可將發(fā)泡劑與實施例所述的木素基多元醇混合。為此，將2份實施例1的木素基多元醇與0.6份Forane 141b(1，1-二氯-1-氟乙烷)預(yù)混合，再將該混合物與1份RnbinateR-1840混合，然后傾入一個適當容器中，將得到一個自由膨漲的低密度泡沫體。實施例V為制備基于實施例1木素基多元醇的聚氨酯涂料，將一份實施例1的木素基多元醇與1份適當?shù)耐苛先軇?取決于涂料的施涂方法)混合，再將該預(yù)混物與1份Rubinate R-1840混合，得到的混合物用來涂覆各種基材。所得混合物的粘度可根據(jù)最終涂料施涂方法用適當溶劑調(diào)節(jié)。
從事本專業(yè)的人士很清楚，可以采用牛皮紙木素或其它類木素。
權(quán)利要求
1.一種組合物，其中木素與多元醇摻混而成用來生產(chǎn)木素多元醇，該木素多元醇是一混合物，該混合物可很容易地與異氰酸酯反應(yīng)來生產(chǎn)泡沫體、塑料或其它實用材料。
2.按權(quán)利要求1的組合物，其中用來與木素摻混的聚醚多元醇含有1％和100％之間的環(huán)氧乙烷作為它的活性物質(zhì)之一。
3.按權(quán)利要求1的組合物，其中聚醚多元醇混合物與木素摻混。
4.按權(quán)利要求1的組合物，其中聚醚和聚酯多元醇混合物與木素摻混。
5.按權(quán)利要求1的組合物，其中含氨基的聚醚多元醇的混合物與木素摻混。
6.按權(quán)利要求1的組合物，其中所用木素來自溶劑制漿過程。
7.按權(quán)利要求1的組合物，其中所用木素來自牛皮紙制漿過程。
8.按權(quán)利要求1的組合物，其中所用木素來自生物體制漿過程。
9.按權(quán)利要求1的組合物，其中所用木素來自機械制漿過程。
10.按權(quán)利要求1的組合物，其中的木素是來自亞硫酸鹽紙制漿過程的木素磺酸鹽。
11.按權(quán)利要求1的組合物，其中的多元醇是WL-440(一種由環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷生產(chǎn)的多元醇)。
12.按權(quán)利要求1的組合物，其中的多元醇是WL-1590(HuntsmanChemical生產(chǎn)的一種由環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷制成的多元醇)。
13.按權(quán)利要求1的組合物，其中的木素是來自亞硫酸鹽紙制漿過程的木素磺酸鹽。
14.按權(quán)利要求1的組合物，其中的多元醇是WL-440(一種由環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷生產(chǎn)的多元醇)。
15.按權(quán)利要求1的組合物，其中的木素是來自半機械制漿過程的木素。
16.按權(quán)利要求1的組合物，其中所用木素的灰分含量優(yōu)選少于2％。
17.按權(quán)利要求1的組合物，其中所用木素優(yōu)選含有少于1％的鈉離子。
18.按權(quán)利要求1的組合物，其中所用木素優(yōu)選含有少于500ppm的鈉離子。
19.按權(quán)利要求1的組合物，其中的木素優(yōu)選含有少于2％的水溶性離子。
20.一種組合物，其中將木素加入多元醇中用來提高所得到泡沫體或聚氨酯制品的抗?jié)裥浴?br> 21.一種組合物，其中將木素加入多元醇中用來提高所得到泡沫體或聚氨酯制品的阻燃性。
22.按權(quán)利要求1的組合物，其中的鈉離子含量低至足以使異氰酸酯和木素基多元醇的羥基基團的反應(yīng)速度能夠控制，足夠生產(chǎn)出實用產(chǎn)品如泡沫體，塑料和涂料。
23.按權(quán)利要求1的組合物，其中該木素基多元醇是與適當?shù)娜軇胶停⑴c相應(yīng)的異氰酸酯混合來生產(chǎn)用于各種基材的聚氨酯涂料。
全文摘要
可由制漿過程很容易得到的某些木素能起到異氰酸酯體系的多元醇組分作用,來制備泡沫體或聚氨酯塑料,按這種方法使用木素能提供抗?jié)裥院妥枞夹院蜐M意硬度的成品。必須控制鈉離子含量,使羥基和異氰酯間反應(yīng)生產(chǎn)最佳性能的產(chǎn)品。
文檔編號C07G1/00GK1176643SQ96192247
公開日1998年3月18日 申請日期1996年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月29日
發(fā)明者K·R·庫潑 申請人:K·R·庫潑