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聚氨酯保温材料开辟生物发展路线
时间: 2020-06-11 12:36     作者: 永利博

  以废弃油脂、木本油脂、松脂等非食用天然油脂替代石油化工原料,设计开发出与石化产品质量水平相当的新型油脂基和松脂基聚酯聚醚多元醇和松香多异氰酸酯。并首创了生物基复合阻燃系统,制备出阻燃聚氨酯泡沫保温材料系列产品获得突破。

  从中国林科院林产化学工业研究所了解到,该所周永红研究员带领创新团队以废弃油脂、木本油脂、松脂等非食用天然油脂替代石油化工原料,设计开发出与石化产品质量水平相当的新型油脂基和松脂基聚酯、聚醚多元醇和松香多异氰酸酯。他们还首创了生物基复合阻燃系统,制备出阻燃聚氨酯泡沫保温材料系列产品。

  目前,该创新团队开发的生物质替代有害原料制备聚氨酯节能保温材料关键技术推广应用已取得实质性进展,在江苏强林生物能源材料有限公司建成3万吨/年全国最大的生物质聚酯多元醇生产线万吨/年国内首条油脂基聚酯多元醇连续化生产线,成果推广到江苏、福建等省。

  聚氨酯硬泡是目前世界上性能最佳的绝热保温材料,但生产聚氨酯的传统原料苯酐、苯二甲酸和环氧丙烷等对环境和人类均有较大危害。生物质聚氨酯节能保温材料存在产品和技术单一、产品质量与石化产品相比差距较大、阻燃性差、反应二次污染严重、生产运行稳定性和可控性差等突出问题。为了同时解决这些问题,周永红创新团队将研发目标锁定在用生物质替代有害原料制备性能与石化产品相当、同时又具有良好阻燃性能的聚氨酯节能保温材料上,该项研究同时获得了国家高技术产业发展项目和国家林业局“948”项目的支持。

  周永红研究员介绍,通过自主开发油脂基聚酯多元醇的连续化反应生产装置,他们解决了传统釜、罐式反应器生产能耗高、跑漏滴现象严重等问题,大大提高了反应效率,为工业化生产奠定了基础,生产出的新型油脂基聚酯多元醇可以全部替代石化类多元醇,对聚氨酯产品的绝热和尺寸稳定性等没有影响。同时,他们还开发出新型松脂基聚酯、聚醚多元醇的设计和制备技术,制造的生物质基聚氨酯硬泡压缩性、拉伸性好,能与墙壁很好地粘结。

  “特别值得一提的是,我们首次利用松香聚合二元酸、酚醛缩合二元酸和小分子多元醇反应,开发新型松脂基聚酯、聚醚多元醇,克服了聚酯组合料存放稳定性差的致命缺点。我们还研究了用于聚氨酯硬泡的松香多异氰酸酯创制技术,通过松香的D-A加成反应、酰胺化反应、酰胺与草酰氯反应,制备出富马海松酸三酰基异氰酸酯,避开了传统光气法路线,反应条件温和。”周永红说。

  在此基础上,研发团队首次开发出生物质基聚氨酯泡沫塑料的阻燃技术,制备出能够满足国标B1级保温材料阻燃要求的复合阻燃型生物质基聚氨酯硬泡。

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