得木质素-异氰酸酯混合物，可以将其直接用于生产聚氨酯的下一步骤或 储存起来留在以后用。若用于后一用途，混合物应放置在密封容器中远离水分，并且优选地 持续搅拌以防木质素沉积。优选实施方式中，木质素-异氰酸酯混合物一制备完成就用于方 法的下一步骤。
[0105] -个实施方式中，木质素-异氰酸酯混合物，可选地可包括添加剂，其粘度在约500 到50000厘泊(cP)之间，或约500到5000cP之间，或甚至在约500到200cP之间。
[0106] 另一实施方式中，通过在混合物中加入粘度降低剂可获得所需的粘度，例如低粘 度的阻燃剂和/或发泡剂。
[0107] 在所述方法的下一步中，木质素-异氰酸酯的混合物中允许木质素和异氰酸酯之 间的羟基基团反应生成氨基甲酸乙酯键，从而获得聚氨酯产品。这一步，可被称为聚合反应 步骤，可在不同的条件下进行。聚合反应可通过加热混合物进行，或在至少一种催化剂存在 的条件下，或在包括至少一种多元醇的树脂和至少一种催化剂存在的条件下。木质素中的 部分或全部的羟基基团得以发生反应。一个实施方式中，木质素中所有的羟基基团都发生 反应。当聚合反应使用包括多元醇的树脂时，也会发生多元醇-异氰酸酯-木质素的反应。换 而言之，多元醇的羟基基团和木质素的羟基基团都能够和异氰酸酯基团反应。包括木质素 的聚氨酯聚合网因此而形成。
[0108] 正如上述提到的，聚合反应步骤可以在若干不同的条件下进行。聚合反应可以通 过以下条件启动：i)加热异木质素，ii)存在至少一种催化剂，或iii)存在催化剂和至少包 括一种多元醇的树脂。
[0109] 当通过加热木质素-异氰酸酯混合物使聚合反应发生时，反应可在约30摄氏度到 约90摄氏度之间，或在约50摄氏度到约70摄氏度之间的温度下进行。
[0110] 聚合反应也可在存在至少一种催化剂的条件下发生。这种情况下，催化剂加入到 木质素-异氰酸酯混合物中。
[0111] 另一实施方式，聚合反应的开始需要用到至少一种催化剂和包括至少一种多元醇 的树脂。优选地，聚合反应的开始所使用的树脂应包含多元醇和催化剂。
[0112] 与木质素-异氰酸酯混合物反应以生成聚氨酯产品的树脂应包括至少一种多元 醇。在一个实施方式中，树脂包含多元醇的混合物。当树脂和木质素-异氰酸酯混合物混合 时，多元醇的羟基基团和木质素的羟基集团都和异氰酸酯基团发生反应。由这种方式获得 的聚氨酯同时包括了和木质素以及和多元醇反应生成的氨基甲酸乙酯基团。
[0113] 树脂中包含的多元醇可以是任何通常用于聚氨酯产品生产的多元醇，并且可被分 为两类:聚酯多元醇和聚醚多元醇。例如，其可以是脂肪族或芳香族聚酯或聚醚多元醇、卤 代聚醚多元醇、聚乙二醇、基蔗糖的聚醚多元醇、基胺的聚醚多元醇、基蔗糖/胺的聚醚多元 醇、基甲苯二胺的多元醇、基曼尼希的多元醇，、（聚四亚甲基乙二醇）多元醇(PTMEG)、共聚 多元醇、酚醛树脂多元醇、木质多元醇、提取自生物质的生物多元醇，例如提取自大豆、蓖麻 油、妥尔油或生物琥珀脂酸，和提取自木材的残留物。比如提取自木材的残留物的生物多元 醇包括木质素、纤维素和纳米纤维素。
[0114]某些实施方式中，所述方法可以使用商业多元醇，其包括例如Stepanpol13 (例如 Stepanpol·' PS2352)、eff〇l' Dalto丨acK、V〇ranolTM、SpecflexTM、Voralux TM、Diorez?、 Acclaim \ Arcol?, Multranol?, Softcel?、Ultfaeel?、. HyperliteK.、PluracolK、QuadrolK、Lupraftol?、Lupraphen'。、Ixo:P(例如IX0L B-251)、Terate? (例如Terate? 35丨2)、Tbrol?、. isoexter、isoter、Diex.ter?·，.或.Carpol?或 SPA-530、TEAP-265或 EDAP-800、其全部来自 Carpenter公司。
[0115] 除了多元醇之外，树脂还可以包括的被本领域技术人员所熟知的某些添加剂，赋 予聚氨酯终产品所需的性质。这些添加剂包括，但不限于，表面活性剂、阻燃剂、发泡剂、水、 抗菌剂、色素、香味剂和/或紫外光稳定剂。其它的添加剂，例如交联剂或增链剂也可加入树 月旨，通过聚合网中形成硬链段而改善PUs的性质。交联剂和增链剂的实例包括低分子量的多 元醇或聚胺诸如乙二醇、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、三羟甲基丙烷、乙烯乙二醇、丙烯 乙二醇、二甲基硫代甲苯二胺(DMTDA)、1，4-丁二醇、是二乙基甲苯-二胺(DETDA)。配置的多 元醇中添加剂存在的量通常小于约20wt%，但在其它应用中可存在多于50%的添加剂。
[0116] 可单独与多元醇结合而使用或存在于含有多元醇的树脂中的催化剂，可以在用于 PU制造的两种主要类型的催化剂中选择，器包括金属催化剂和胺催化剂。
[0117] 金属催化剂通常用于加速反应和形成氨基甲酸乙酯键，因此促进快速的固化。它 们其中的一些也可促进异氰酸酯反应。它们是基于(但不限于)汞、铅、锡、铋、钾和锌。金属 催化的实例包括二丁锡二月桂酸盐、亚锡辛酸酯和钾辛酸酯。
[0118] 胺催化剂主要用于促进交联反应，并且经常为叔胺。不加限制时，胺催化剂可为 (但不限于)烷基胺，诸如三乙烯二胺(TEDA)也称作1，4_二氮杂二环[2.2.2]辛烷(0六8〇))、 苄基二甲基胺(BDMA)、五甲基二乙烯三胺(PMDETA)、或二甲基环己基胺(DMCHA)、或乙醇胺 例如二甲基乙醇胺(DMEA)或三乙醇胺(TEA)。
[0119] -个实施方式，金属催化剂或胺催化剂也可用于促进来自木质素-异氰酸酯混合 物的PU的形成。
[0120] 催化剂的量可以从约0.5pphp至IjlOpphp，其中pphp表示100份总多元醇的1份。
[0121]另一实施方式中，胺催化剂和基金属催化剂的结合用于促进聚合反应。与其它添 加剂相比，催化剂的量通常很小。例如，基树脂配方的重量，催化剂小于约5%。一个实施方 式汇总，树脂制剂可以包括0.1-0.6pphp的胺催化剂和2-6pphp的金属催化剂。这样的结合 可以用于制造硬质聚异氰脲酸酯(PIR)泡沫。
[0122]某些实施方式中，所述方法可使用商业催化剂，例如包括以Dabeo?、 Polycat? s JefFcat?v Toyocat" . Tegoamin*. Kosmos?, Curithane? 5? Lupragen? 这些名称出售的催化剂。
[0123] 所述方法中所使用的树脂和木质素-异氰酸酯混合物的比例取决于聚氨酯终产品 的应用目的。本领域技术人员能够计算出，在所需应用中，所使用的木质素-异氰酸酯混合 物和树脂的量。例如，树脂和木质素-异氰酸酯混合物的重量比例为约〇. 3:1到约0.8:1时， 木质素-异氰酸酯混合物可以和树脂发生反应，形成硬质聚异氰脲酸酯(PIR)泡沫。在其它 例子中，树脂和木质素-异氰酸酯混合物的重量比例可从约2:1到约4:1，以形成半柔性的聚 氨酯泡沫。为制作喷雾聚氨酯泡沫(SPF)，可以使用树脂和木质素-异氰酸酯混合物的重量 比例是从约0.85到约1.15。
[0124] 在聚合步骤中，可以在反应混合物中加入有机或矿物质电荷。一个实施方式中，异 木质素中添加到有机或矿物质电荷，随后通过加热启动聚合反应。另一实施方式中，异木质 素添加到这些有机或矿物质电荷中，随后使用催化剂，且可选地加热，来启动聚合反应。当 包括多元醇的树脂用于聚合反应的启动时，这些添加剂可以存在于包括多元醇的树脂本 身。然而，这些添加剂也可以单独加入。另一实施方式中，异木质素和包括多元醇(优选地包 括催化剂)的树脂混合，并将混合物立即加入有机或矿物质电荷中。
[0125] 例如，有机电荷，例如不同形式的木材(例如木质颗粒或木质纤维）、木质素、纤维 素、纳米纤维素或无机粒子诸如水泥、黏土、玻璃纤维、碳酸盐或其它颗粒材料，根据不同的 应用目的使用。
[0126] 当木质颗粒或木质纤维作为添加剂存在时，聚合反应发生，可以得到聚氨酯颗粒 板或纤维板。在这种情况下，聚氨酯当做密封剂或粘合剂使用。
[0127] 使用的无机或有机添加剂的重量占木质素-异氰酸酯混合物(可选地包括树脂)总 重量的约1%到约50%。然而，如果基木质素的聚氨酯是用作密封剂或粘合剂，添加剂的比 例可以更高。
[0128] 当仅有催化剂或加热的条件下发生聚合反应时，即当所述产物仅由异氰酸酯和木 质素制成而没有使用多元醇树脂，可以得到可用于不同应用（建筑、家具、模型等）的硬质 板。
[0129] 在一个实施方式中，基质素的聚氨酯可通过木质素-异氰酸酯混合物与包括多元 醇的树脂进行反应而得到。
[0130] 木质素-异氰酸酯混合物与包括多元醇的树脂进行反应可在不同的方式下进行， 这要取决于聚氨酯终产品的应用目的。该反应可在室温或接近室温的条件下完成。然而，该 反应也在约30摄氏度到约90摄氏度之间完成，或在约50摄氏度到约70摄氏度之间的温度下 完成。
[0131] 当改变木质素、异氰酸酯、多元醇和/或添加剂的性质时，所述方法制备许多不同 种类的聚氨酯产品。这些聚氨酯产品包括到但不限于硬质泡沫、软泡沫、硬质板、硬质嵌段、 涂层、包装、粘合剂、粘结剂、密封剂（一个或两个组分的密封剂）、弹性体、热塑性聚氨酯 (TPUs)或反应注塑成型(RH〇。
[0132] 例如，硬质聚异氰脲酸酯（PIR)泡沫可用本方法制造。PIR泡沫板是通过以下步骤 制成:将木质素-异氰酸酯混合物与包括多元醇的树脂混合，并且立即将所得混合物分散到 第一保护片材的表面，例如铝片、牛皮纸片或玻璃纤维片。当反应混合物应用到第一片材时 聚合反应立即开始，并且PU泡沫形成。在聚合反应过程中，形成的PU被粘到第一片材的表 面。第二保护片材在所述泡沫之上，并粘合在其上。PIR泡沫因此而在两块板之间形成。由此 所得到的层积的PIR泡沫板可在建筑行业中用作绝缘板。在一个实施方式中，这样制得的 PIR泡沫板可持续使用传送带而携带。
[0133] 在其它应用中，也用于建筑行业中的绝缘，PU泡沫可以原位制造，通过木质素-异 氰酸酯混合物与包括多元醇的树脂混合物喷洒到待绝缘的表面上。尤其是，木质素-异氰酸 酯混合物和树脂是分别放在各自的容器中，再分别通过管从容器中输送到喷雾枪中，当开 始操控该喷雾枪时两者就会混合。一旦反应混合物喷出喷雾枪的喷嘴并且表面上形成泡沫 时，聚合反应即刻开始。
[0134] 其它类型的基木质素的PU板，当PU板是在两块硬质保护板之间形成时，例如夹板， 可以使用本方法来生产。在这种情况下，第一夹板被放置在模具中，并且第二夹板也放置在 模具中，距第一片材之上预定距离。然后，木质素-异氰酸酯混合物和包括多元醇的树脂进 行混合，由此得到的混合物立即注射到放置在两块夹板之间空间的模具里。一旦反应混合 物注射到模具中并且PU泡沫在两个夹板之间形成时，聚合反应开始。得到的板是结构绝缘 板，其可被用在建筑行业中作为建筑的墙体或屋顶。
[0135] 正如前文提到的，所述方法能够制造许多不同类型的聚氨酯产品，不仅限于前面 提到的产品。根据PU终产品的应用所需，本领域技术人员将能够选择所使用的木质素、异氰 酸酯、多元醇和/或添加剂以及它们的用量。
[0136] 本制造方法能够获得包括较大量的木质素的基木质素聚氨酯产品。这样降低生产 成本，由于木质素比多元醇便宜，多元醇可比传统工艺的用量更少甚至是不用。这样还会对 环境造成更小的