一种改性蓖麻油基泡沫塑料的制备方法
【专利摘要】本发明提供一种改性蓖麻油基泡沫塑料的制备方法，该方法是以马来酸酐(MA)与甲基丙烯酸羟乙酯(HEMMA)反应制备马来酸半酯(HEAMMA)，再通过HEAMMA分子上的羧基与蓖麻油上的羟基发生酯化反应而获得含有较多双键的改性蓖麻油树脂(HEAMMACO)，制备出环境友好的改性蓖麻油基泡沫塑料。该塑料属于非聚氨酯型，不仅产品的生产成本低，同时利于生物降解，降低塑料对环境的污染。
【专利说明】一种改性蓖麻油基泡沬塑料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高分子领域，具体涉及一种改性蓖麻油基泡沫塑料的制备方法。
【背景技术】
[0002]蓖麻油是一种含天然羟基的非食用植物油，常用来制备涂料、泡沫塑料或聚氨酯弹性体等，但传统利用蓖麻油制备的泡沫塑料均属聚氨酯类，制备时需要羟基与异氰酸酯按等摩尔反应，因此异氰酸酯的用量较大，泡沫塑料中天然植物油的比例不高，不利于降低产品成本和所得泡沫塑料的生物降解。其中利用蓖麻油为主要原料，在不改变其甘油三酯结构的同时，用马来酸酐对其进行改性，得到易于发生自由基聚合反应的马来酸化蓖麻油树脂(MACO)，再按照不饱和聚酯固化成型的方法，制备环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链上的羟基数目有限，每摩尔甘油三酯结构上可引入的聚合双键含量并不高(约2个)，所制备的MACO泡沫塑料的压缩性能较低。
【发明内容】
[0003]基于上述问题，本发明提供一种改性蓖麻油基泡沫塑料的制备方法，该方法是以马来酸酐(MA)与甲基丙烯酸羟乙酯(HEMMA)反应制备马来酸半酯(HEAMMA)，再通过HEAMMA分子上的羧基与蓖麻油上的羟基发生酯化反应而获得含有较多双键的改性蓖麻油树脂(HEAMMACO)。其具体步骤如下:
[0004]1.甲基丙烯酸羟乙酯马来酸半酯(HEAMMA)的合成:将摩尔比1:1?1.2马来酸酐和甲基丙烯酸羟乙酯，加入到三口烧瓶中混合均匀，再加入对苯二酚，升温至升至80?100°C反应，当酸值降低300mg KOH/g以下时停止反应。
[0005]2.HEAMMA改性蓖麻油树脂(HEAMMACO)的制备:称量HEAMMA和蓖麻油，质量比52?62:38?48，置于三口瓶中，加入催化剂与有机溶剂，体系回流，反应一段时间，至体系酸值无明显变化，停止反应。
[0006]上述所述的催化剂为质量分数I %的硫酸或对甲苯磺酸任意一种，有机溶剂甲苯，
三甲苯，氯苯任种。
[0007]3.改性蓖麻油树脂(HEAMMACO)泡沫塑料的制备:将称取改性蓖麻油HEAMMACO与稀释苯乙烯单体St混合均匀后，再加入质量分数3%的氧化物与一定量的发泡剂，混合均匀。加入质量分数3%的促进剂，于65°C反应一段时间，加入3?6%的水，高速搅拌至树脂发白后，迅速倒入预热至65°C的开口模具中自由发泡。当泡沫上升结束后，放入烘箱中后固化一段时间，即得改性蓖麻油树脂基泡沫塑料。
[0008]其中上述所述的发泡剂是碳酸氢钠、质量分数2%的泡沫稳定剂0P-10或有机硅表面活性剂任意一种，促进剂是含10% N, N- 二甲基苯胺的St溶液，氧化物是过氧化苯甲酰。
【具体实施方式】
[0009]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不限定本发明的保护范围。
[0010]实施例1:
[0011]改性蓖麻油树脂基泡沫塑料的制备，其具体步骤如下:
[0012]将马来酸酐和丙烯酸羟乙酯按摩尔比1:1加入到三口烧瓶中混合均匀，再加入质量分数0.2%的对苯二酚，升温至90°C反应。反应过程中定时取样测定体系酸值，当酸值降低到300mg KOH/g以下时停止反应。后将HEAMA和蓖麻油按质量比58:42置于装有温度计、机械搅拌和分水器的三口瓶中，加入质量分数1%的硫酸作催化剂，再加入与混合物质量相当的甲苯，回流下反应10h。反应过程中定时取样测酸值，当体系酸值无明显变化时，停止反应。产物旋转蒸发除去溶剂后得到改性蓖麻油树脂HEAMAC0。按配方称取计量的改性蓖麻油树脂HEAMAC0与稀释苯乙烯单体St混合均匀后，再加入质量分数3 %的过氧化苯甲酰与适量的发泡剂碳酸氢钠，在塑料烧杯中混合均匀，后加入质量分数3%的含10% N,N- 二甲基苯胺的St溶液作为促进剂，于65°C反应4min，加入4%的水，高速搅拌至树脂发白后，迅速倒入预热至65°C的开口模具中自由发泡。当泡沫上升结束后，放入100°C烘箱中后固化2h，即得改性蓖麻油树脂基泡沫塑料。
[0013]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术方案作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种改性蓖麻油基泡沫塑料的制备方法，其特征在于，该方法是以马来酸酐(MA)与甲基丙烯酸羟乙酯(HEMMA)反应制备马来酸半酯(HEAMMA)，再通过HEAMMA分子上的羧基与蓖麻油上的羟基发生酯化反应而获得含有较多双键的改性蓖麻油树脂(HEAMMACO)，其具体步骤如下: 1)甲基丙烯酸羟乙酯马来酸半酯(HEAMMA)的合成:称量马来酸酐和甲基丙烯酸乙酯，加入到三口烧瓶中混合均匀，再加入质量分数0.2%的对苯二酚，升温至80?100°C反应，当酸值降低300mg KOH/g以下时停止反应； 2)HEAMMA改性蓖麻油树脂(HEAMMACO)的制备:称量HEAMMA和蓖麻油置于三口瓶中，加入质量分数I %的催化剂与有机溶剂，体系回流，反应9h?13h，至体系酸值无明显变化，停止反应； 3)改性蓖麻油树脂(HEAMMACO)泡沫塑料的制备:将称取改性蓖麻油HEAMMACO与稀释苯乙烯单体St混合均匀后，再加入氧化物与发泡剂，混合均匀，加入质量分数3%的促进齐U，于65°C反应一段时间，加入3?6%的水，高速搅拌至树脂发白后，迅速倒入65°C的开口模具中自由发泡，结束后，放入烘箱中固化，即得改性蓖麻油树脂基泡沫塑料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中马来酸酐和甲基丙烯酸羟乙酯摩尔比1:1?1.2。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中HEAMMA和蓖麻油质量比为52?62: 38?48。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中催化剂为硫酸或对甲苯磺酸任意一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中有机溶剂是甲苯，三甲苯，氯苯任意一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中发泡剂是碳酸氢钠、质量分数2%的泡沫稳定剂0P-10或有机硅表面活性剂中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中促进剂是10%N, N-二甲基苯胺的St溶液。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中氧化物是质量分数3%的过氧化苯甲酰。
【文档编号】C08G63/49GK104231301SQ201410430742
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】窦华利 申请人:天津市利顺塑料制品有限公司