物中所述干燥木质素的量为约10wt%至约 40wt%。
[0070] 在另一个可选的方面，存在于所述混合物中所述干燥木质素的量为约20wt%至约 35wt%。
[0071] 在其它另一个可选的方面，存在于所述混合物中所述木质素是磺酸盐木质素、牛 皮纸木质素、有机溶剂木质素、苏打木质素、从制浆黑液中电化学分离的木质素或其任意混 合物。
[0072] 在另一个可选的方面，所述木质素是木质素磺酸钠或木质素磺酸钾。
[0073] 在另一个可选的方面，存在于所述混合物中所述异氰酸酯含有至少两个异氰酸酯 基团。
[0074] 在另一个可选的方面，存在于所述混合物中所述异氰酸酯为脂肪族异氰酸酯、芳 香族异氰酸酯或其混合物。
[0075] 在另一个可选的方面，存在于所述混合物中所述异氰酸酯是六亚甲基-二异氰酸 酯(HDI)、异佛尔酮-二异氰酸酯（IPDI)、或亚甲基-二(4-三己基异氰酸酯）（H12MDI或氢化 MDI)、所述芳香族异氰酸酯是亚甲基-二苯基-二异氰酸盐(MDI)、甲苯-二异氰酸盐(TDI)或 萘基-二异氰酸盐(NDI)。
[0076]在另一个可选的方面，存在于所述混合物中所述异氰酸酯是2,2'-_1?)1、2,4'--MDI、4，4 ' 一MDI或其任意混合物，或聚合MDI，以及其中TDI是2，4-TDI、2，6-TDI或其混合 物。
[0077]在另一个可选的方面，存在于所述混合物中所述异氰酸酯是Rubinate?、 SupmsecJ?)，L-叩ranate_$;、0e's聊dur?、Moridur?, Bayniidur?、WannateTM、 卩八卩11￥、乂〇1> &11故61￥或18011故61￥的异氛酸酯。
[0078] 在另一个可选的方面，存在于所述混合物中所述异氰酸酯是PAPI? 27或 Wannate? PM 700异氰酸酯。
[0079] 在另一个可选的方面，所述混合物还包括至少一种添加剂，其中添加剂是将粘剂、 表面活性剂、阻燃剂、发泡剂或其任意混合物。
[0080] 在另一个可选的方面，所述混合物还包括矿物质或有机电荷。
[0081] 在另一个可选的方面，所述混合物中所述矿物质或有机电荷包括木质颗粒、木质 纤维、木质素、纤维素、纳米纤维素、水泥、黏土、玻璃纤维、碳酸钙，或任何其它颗粒材料。
[0082] 另外，通过阅读以下关于其中的实施方案不加限制的描述，本发明的优势和特征 将会更加明显。
【具体实施方式】
[0083]基木质素聚氨酯产品的制造方法将在下文描述。包括至少一种木质素和至少一种 异氰酸酯的混合物用于制造基木质素聚氨酯产品也进行了描述。
[0084] 在本说明书中，术语"聚氨酯"和"聚氨酯产品"可交换使用意指包括由异氰酸酯基 团和羟基基团反应生成的氨基甲酸乙酯功能团的聚合物。"聚氨酯"也称为"PU"或"PUR"。 "聚氨酯"还包括"聚异氰脲酸酯"或"PIR"，"聚氨酯"还包括"PIR/PUR"。
[0085] 制备聚氨酯产品的方法包括第一步将木质素和异氰酸酯混合形成木质素-异氰酸 酯混合物(也称为"异木质素"）。不同的木质素混合物和/或不同的异氰酸酯混合物也可被 用来获得木质素-异氰酸酯混合物。然而，木质素-异氰酸酯混合物还可以包括添加剂，如下 所述，该方法通常不需要在将木质素和异氰酸酯混合前用有机溶剂来溶解木质素。因此，这 种木质素-异氰酸酯混合物通常无溶剂。
[0086] 这种木质素-异氰酸酯混合物或"异木质素"可被看做预聚物。预聚物在此被定义 为木质素和异氰酸酯之间部分化学反应的产物。这个反应的发生可能很微弱或发生在混合 的开始阶段，仅包括少数最易获得的木质素中的羟基基团。木质素和异氰酸酯中的氢键在 混合时也可以形成，作为预聚物的木质素-异氰酸酯的混合物的初始粘度随着时间而增强， 其增强的速度的快慢取决于温度、水分含量以及通过异氰酸酯渗透的木质素颗粒。根据木 质素的性质和异氰酸酯的性质，预聚物木质素-异氰酸酯混合物的粘度可以增大直到凝固。 因此，根据木质素的性质和异氰酸酯性质，预聚物的保存期限可以从数小时延长到数天、再 到数周、再到数月。
[0087] 木质素是含有活性羟基的生物多元醇，并且可认为在混合这两种产物时这些基团 可立即与异氰酸酯发生反应。然而，某些条件下，包括在与异氰酸酯混合前干燥木质素，混 合物在进行进一步的处理前能够保持足够长的稳定时间。
[0088]存在于木质素一异氰酸酯混合物中的木质素或木质素混合物可以是从非食品级 的生物量，诸如来自森林的生物量或来自农业废物的生物量中提取的任何类型木质素。例 如，木质素可以从木材或稻草中提取。更具体地说，木质素可通过亚硫酸盐制浆工艺、硫酸 盐法制浆工艺、也称为硫酸盐制浆法、溶剂萃取也被称为有机溶剂法、碱法、半化学制浆工 艺、半机械制浆工艺、热机械制浆工艺、蒸汽喷发制浆工艺、从黑液中电化学分离木质素，或 本领域已知的任何其它提取工艺。在一些实施方案中，用于此工艺的木质素是木质素磺酸 酯（如钠或钾的木质素磺酸酯）、牛皮纸木质素、有机溶剂木质素、碱木质素或它们的混合 物。但任何其它类型的来自上述提取工艺所得木质素也可使用。
[0089]木质素，理想为干燥的，与异氰酸酯（混合物）混合之前不需要任何其它处理。因 此，使用干燥木质素的原物并包含高和低分子量的木质素碎片。
[0090] 例如，商业木质素可被用于下文的方法，包括以Arbo⑩，Indulin?(例如Indulin? AT)，Protobind?，BioChoice?，Borresperse，U1 trazine或HP-L?为商品名售卖的木质素。
[0091] 异氰酸酯与木质素混合，得到的木质素-异氰酸酯混合物中的木质素是干燥木质 素。它可以在与异氰酸酯混合之前于现场干燥或可以提供已干燥的木质素。干燥木质素中 的含水量可以根据最终聚氨酯制品的预期应用而变化。在一个实施方案中，木质素或木质 素混合物被干燥，使得木质素总重量的含水百分比（重量)从约〇至约10% (重量)变化。在另 一个实施方案中，干燥木质素的含水量从约〇至约5% (重量)变化。优选地，含水量从约0至 约2% (重量)变化。最优选地，干燥木质素的含水量小于约1.0% (重量）。在本说明书中，"含 水量"和"水含量"等表述可互换使用，指的是水在干燥木质素中的百分比，表示为木质素的 总重量(重量）中的重量。
[0092] 说明书中所使用的术语"约"表示特定数值的可接受的误差范围，其由本领域的普 通技术人员确定，并且部分地取决于该数值是如何测量或确定的，即受测量系统所限。人们 普遍认为10%的精确测量是可以接受的，并涵盖术语"约"。
[0093]可以使用本领域中任何已知方法，采用包括急骤干燥器、喷雾干燥器、强制空气对 流烘箱、过滤器、机械压力机等进行木质素干燥。在一些实施方案中，木质素被接收为预干 燥的木质素，例如水含量占木质素总重量约10% (重量）的木质素，并且其与异氰酸酯混合 之前用急骤干燥器进一步干燥以达到约1.0% (重量)的水含量。
[0094] 在木质素-异氰酸酯混合物中干燥木质素的用量将取决于对最终聚氨酯产品预期 应用。在一个实施方案中，加入以木质素-异氰酸酯混合物(所含添加剂根据具体情况)总重 量计的约1 %至约50% (重量）的干燥木质素。然而，在某些应用中，可以添加超过50% (重 量)的木质素。在另一个实施方案中，以木质素-异氰酸酯混合物的总重量计，木质素的重量 百分比从约10至约40% (重量）。在另一实施方案中，以木质素-异氰酸酯混合物的总重量 计，所使用的木质素的百分比为约10至约35% (重量）。以木质素-异氰酸酯混合物的总重量 计，木质素的用量可以为约20至约35% (重量）。
[0095] 与木质素混合用以得到木质素-异氰酸酯混合物的异氰酸酯可以是公知的用于合 成聚氨酯方法中的任何异氰酸酯。异氰酸酯的性质将取决于用于聚氨酯产物的预定用途及 本领域技术人员相应选择的异氰酸酯。异氰酸酯是液体形式。
[0096] -个实施方案中，异氰酸酯含有至少两个异氰酸酯基团。其可以是脂族的异氰酸 酯或者芳族异氰酸酯。脂族异氰酸酯的实例是脂族二异氰酸酯，诸如六亚甲基二异氰酸酯 (HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯（iroi)、亚甲基双(4-环己基）（H12MDI或氢化的MDI)。芳族二异 氰酸酯是可用于与木质素混合的异氰酸酯的例子。在一个实施方案中，芳基是苯基或甲苯 基。其实例因此可以包括二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯（TDI)或萘二异氰 酸酯(NDIhMDI可以是三种不同的异构体2,2'-]\?)1、2,4'-]\?)1和4,4'-]\?)1中任何一种或它 们的混合物，或者可以是聚合的MDKTDI可以是2,4-TDI或2,6-TDI或二者的混合物。
[0097] MDI可以用于制造刚性的、半刚性和柔性泡沫、铸弹性体、热塑性弹性体、微孔弹性 体、涂料或粘合剂。聚合体MDI可用于制造硬质聚氨酯泡沫。TDI可以制造柔性泡沫（例如床 垫、汽车座椅、内饰靠垫、包装材料）。其他类型的基于TDI的非泡沫聚氨酯用于涂料、粘合 剂、颜料、粘合剂和密封剂。NDI用于制造弹性体聚氨酯，脂族二异氰酸酯HDI和IPDI可用于 制造用作颜料、涂料、皮革涂饰剂、油漆、泡沫或特殊应用的聚氨酯，所述特殊应用例如，耐 紫外线光磨损和降解的搪瓷涂层(例如作为航空器的涂料）。
[0098] 在某些实施方式中，木质素-异氰酸酯混合物中包括工业用途的异氰酸酯，例如包 括 Rubinate的，Suprasec'W (例如Suprasec?9561), Lupranate(h Dcsmodu丨.?, Mondur? (例如M〇ndur?489)，Baymidur?，Wannate?(例如Wannate? PM 700),PAPI?(例如 PAPI? 27) ,Voranate?或Isonate?异氛酸酯。
[0099] 在一个实施方案中，添加剂可存在于木质素一异氰酸酯混合物中。这些添加剂不 应与木质素和异氰酸酯反应。用于目的产物的处理或应用或特性的实例包括降粘剂、表面 活性剂、阻燃剂和发泡剂。在某些情况下，低粘度阻燃剂或发泡剂也可用作降粘剂。阻燃剂 的例子包括TCPP (磷酸三氯丙酯）。发泡(起泡)剂的例子包括烃类、卤代烃、HF0、氟氯烃化合 物HCFC、氢氟碳化物HCC、氢氟烃HFC、氟丙烷或五氟丁烷/七氟丙烷。
[0100] 木质素-异氰酸酯混合物中的添加剂的量可根据不同的聚氨酯产物预期应用进行 调整。
[0101] 在一个实施方案中，木质素-异氰酸酯混合物可包含约100份的聚合MDI(以重量 计），约50份木质素，至多约12份阻燃剂，至多约10份发泡剂和至多约1份的表面活性剂(总 共173份）。在另一个实施方案中，木质素-异氰酸酯混合物可包含约100的MDI(以重量计）， 约50份木质素，约12份阻燃剂，约6份发泡剂和约1份表面活性剂。这样的组合物能够制造硬 质异氰脲酸酯(PUR)泡沫。
[0102] 木质素-异氰酸酯混合物(异木质素)可通过在搅拌下加入干燥的木质素到异氰酸 酯中而得到。混合可以例如使用高剪切混合器来完成。当使用添加剂时，它们可以在异氰酸 酯与木质素混合之前，加入到异氰酸酯中，或直接加入木质素-异氰酸酯混合物中。
[0103] 在一个实施方案中，异氰酸酯-木质素的混合在与水分接触受限的条件下进行。例 如，混合过程是在密闭容器中进行的，并且同时含有木质素和异氰酸酯的反应罐或储存装 置在大气中敞开是受限制的。
[0104] -旦获