一種改性蓖麻油基泡沫塑料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種改性蓖麻油基泡沫塑料的制備方法，該方法是以馬來酸酐(MA)與甲基丙烯酸羥乙酯(HEMMA)反應(yīng)制備馬來酸半酯(HEAMMA)，再通過HEAMMA分子上的羧基與蓖麻油上的羥基發(fā)生酯化反應(yīng)而獲得含有較多雙鍵的改性蓖麻油樹脂(HEAMMACO)，制備出環(huán)境友好的改性蓖麻油基泡沫塑料。該塑料屬于非聚氨酯型，不僅產(chǎn)品的生產(chǎn)成本低，同時利于生物降解，降低塑料對環(huán)境的污染。
【專利說明】一種改性蓖麻油基泡沬塑料的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子領(lǐng)域，具體涉及一種改性蓖麻油基泡沫塑料的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]蓖麻油是一種含天然羥基的非食用植物油，常用來制備涂料、泡沫塑料或聚氨酯彈性體等，但傳統(tǒng)利用蓖麻油制備的泡沫塑料均屬聚氨酯類，制備時需要羥基與異氰酸酯按等摩爾反應(yīng)，因此異氰酸酯的用量較大，泡沫塑料中天然植物油的比例不高，不利于降低產(chǎn)品成本和所得泡沫塑料的生物降解。其中利用蓖麻油為主要原料，在不改變其甘油三酯結(jié)構(gòu)的同時，用馬來酸酐對其進(jìn)行改性，得到易于發(fā)生自由基聚合反應(yīng)的馬來酸化蓖麻油樹脂(MACO)，再按照不飽和聚酯固化成型的方法，制備環(huán)境友好的非聚氨酯型泡沫塑料及聚合物，然而由于蓖麻油分子鏈上的羥基數(shù)目有限，每摩爾甘油三酯結(jié)構(gòu)上可引入的聚合雙鍵含量并不高(約2個)，所制備的MACO泡沫塑料的壓縮性能較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于上述問題，本發(fā)明提供一種改性蓖麻油基泡沫塑料的制備方法，該方法是以馬來酸酐(MA)與甲基丙烯酸羥乙酯(HEMMA)反應(yīng)制備馬來酸半酯(HEAMMA)，再通過HEAMMA分子上的羧基與蓖麻油上的羥基發(fā)生酯化反應(yīng)而獲得含有較多雙鍵的改性蓖麻油樹脂(HEAMMACO)。其具體步驟如下:
[0004]1.甲基丙烯酸羥乙酯馬來酸半酯(HEAMMA)的合成:將摩爾比1:1?1.2馬來酸酐和甲基丙烯酸羥乙酯，加入到三口燒瓶中混合均勻，再加入對苯二酚，升溫至升至80?100°C反應(yīng)，當(dāng)酸值降低300mg KOH/g以下時停止反應(yīng)。
[0005]2.HEAMMA改性蓖麻油樹脂(HEAMMACO)的制備:稱量HEAMMA和蓖麻油，質(zhì)量比52?62:38?48，置于三口瓶中，加入催化劑與有機(jī)溶劑，體系回流，反應(yīng)一段時間，至體系酸值無明顯變化，停止反應(yīng)。
[0006]上述所述的催化劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)I %的硫酸或?qū)妆交撬崛我庖环N，有機(jī)溶劑甲苯，
三甲苯，氯苯任種。
[0007]3.改性蓖麻油樹脂(HEAMMACO)泡沫塑料的制備:將稱取改性蓖麻油HEAMMACO與稀釋苯乙烯單體St混合均勻后，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的氧化物與一定量的發(fā)泡劑，混合均勻。加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的促進(jìn)劑，于65°C反應(yīng)一段時間，加入3?6%的水，高速攪拌至樹脂發(fā)白后，迅速倒入預(yù)熱至65°C的開口模具中自由發(fā)泡。當(dāng)泡沫上升結(jié)束后，放入烘箱中后固化一段時間，即得改性蓖麻油樹脂基泡沫塑料。
[0008]其中上述所述的發(fā)泡劑是碳酸氫鈉、質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的泡沫穩(wěn)定劑0P-10或有機(jī)硅表面活性劑任意一種，促進(jìn)劑是含10% N, N- 二甲基苯胺的St溶液，氧化物是過氧化苯甲酰。

【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0010]實(shí)施例1:
[0011]改性蓖麻油樹脂基泡沫塑料的制備，其具體步驟如下:
[0012]將馬來酸酐和丙烯酸羥乙酯按摩爾比1:1加入到三口燒瓶中混合均勻，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%的對苯二酚，升溫至90°C反應(yīng)。反應(yīng)過程中定時取樣測定體系酸值，當(dāng)酸值降低到300mg KOH/g以下時停止反應(yīng)。后將HEAMA和蓖麻油按質(zhì)量比58:42置于裝有溫度計(jì)、機(jī)械攪拌和分水器的三口瓶中，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的硫酸作催化劑，再加入與混合物質(zhì)量相當(dāng)?shù)募妆?，回流下反?yīng)10h。反應(yīng)過程中定時取樣測酸值，當(dāng)體系酸值無明顯變化時，停止反應(yīng)。產(chǎn)物旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑后得到改性蓖麻油樹脂HEAMAC0。按配方稱取計(jì)量的改性蓖麻油樹脂HEAMAC0與稀釋苯乙烯單體St混合均勻后，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)3 %的過氧化苯甲酰與適量的發(fā)泡劑碳酸氫鈉，在塑料燒杯中混合均勻，后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的含10% N,N- 二甲基苯胺的St溶液作為促進(jìn)劑，于65°C反應(yīng)4min，加入4%的水，高速攪拌至樹脂發(fā)白后，迅速倒入預(yù)熱至65°C的開口模具中自由發(fā)泡。當(dāng)泡沫上升結(jié)束后，放入100°C烘箱中后固化2h，即得改性蓖麻油樹脂基泡沫塑料。
[0013]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)方案作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種改性蓖麻油基泡沫塑料的制備方法，其特征在于，該方法是以馬來酸酐(MA)與甲基丙烯酸羥乙酯(HEMMA)反應(yīng)制備馬來酸半酯(HEAMMA)，再通過HEAMMA分子上的羧基與蓖麻油上的羥基發(fā)生酯化反應(yīng)而獲得含有較多雙鍵的改性蓖麻油樹脂(HEAMMACO)，其具體步驟如下: 1)甲基丙烯酸羥乙酯馬來酸半酯(HEAMMA)的合成:稱量馬來酸酐和甲基丙烯酸乙酯，加入到三口燒瓶中混合均勻，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%的對苯二酚，升溫至80?100°C反應(yīng)，當(dāng)酸值降低300mg KOH/g以下時停止反應(yīng)； 2)HEAMMA改性蓖麻油樹脂(HEAMMACO)的制備:稱量HEAMMA和蓖麻油置于三口瓶中，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)I %的催化劑與有機(jī)溶劑，體系回流，反應(yīng)9h?13h，至體系酸值無明顯變化，停止反應(yīng)； 3)改性蓖麻油樹脂(HEAMMACO)泡沫塑料的制備:將稱取改性蓖麻油HEAMMACO與稀釋苯乙烯單體St混合均勻后，再加入氧化物與發(fā)泡劑，混合均勻，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的促進(jìn)齊U，于65°C反應(yīng)一段時間，加入3?6%的水，高速攪拌至樹脂發(fā)白后，迅速倒入65°C的開口模具中自由發(fā)泡，結(jié)束后，放入烘箱中固化，即得改性蓖麻油樹脂基泡沫塑料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中馬來酸酐和甲基丙烯酸羥乙酯摩爾比1:1?1.2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中HEAMMA和蓖麻油質(zhì)量比為52?62: 38?48。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中催化劑為硫酸或?qū)妆交撬崛我庖环N。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中有機(jī)溶劑是甲苯，三甲苯，氯苯任意一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中發(fā)泡劑是碳酸氫鈉、質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的泡沫穩(wěn)定劑0P-10或有機(jī)硅表面活性劑中的任意一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中促進(jìn)劑是10%N, N-二甲基苯胺的St溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中氧化物是質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的過氧化苯甲酰。
【文檔編號】C08G63/49GK104231301SQ201410430742
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】竇華利 申請人:天津市利順?biāo)芰现破酚邢薰?br>