要求1所述的方法，其中通过以下步骤进行聚合反应： -加热所述木质素-异氰酸酯混合物， -将至少一种催化剂加入到所述木质素-异氰酸酯混合物，或 -在至少一种催化剂存在时，将所述木质素-异氰酸酯混合物和包括至少一种多元醇的 树脂混合。3. 根据权利要求2所述的方法，其中干燥木质素的水分含量小于约10wt %。4. 根据权利要求3所述的方法，其中干燥木质素的水分含量小于约5wt %。5. 根据权利要求4所述的方法，其中干燥木质素的水分含量小于约2wt %。6. 根据权利要求5所述的方法，其中干燥木质素的水分含量小于约lwt %。7. 根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其中存在于所述木质素-异氰酸酯混合物 中的所述干燥木质素的量为约1 wt %到约50wt %。8. 根据权利要求7所述的方法，其中存在于所述木质素-异氰酸酯混合物中的所述干燥 木质素的量为约l〇wt%至约40wt%。9. 根据权利要求8所述的方法，其中存在于所述木质素-异氰酸酯混合物中的所述干燥 木质素的量为约20wt%至约35wt%。10. 根据权利要求2至9中任一项所述的方法，其中所述木质素为磺酸盐木质素、牛皮纸 浆木质素、有机溶剂木质素、苏打木质素、在制浆黑液中电化学分离得到的木质素，或其任 意混合物。11. 根据权利要求10所述的方法，其中所述木质素是木质素磺酸钠或木质素磺酸钾。12. 根据权利要求2至11中任一项所述的方法，其中所述异氰酸酯包括至少两个异氰酸 酯基团。13. 根据权利要求2至12中任一项所述的方法，其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。14. 根据权利要求13所述的方法，其中所述脂肪族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)，以及所述芳香族异氰酸酯是亚甲基-二苯基-二异氰酸酯(MDI)、甲苯-二异氰酸酯 (TDI)或萘基-二异氰酸酯(NDI)。15. 根据权利要求14所述的方法，其中MDI是2,2'-MDI、2,4'-MDI、4,4'-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。16. 根据权利要求2至1 2中任一项所述的方法，其中所述异氰酸酯是 Rubinate、?、Suprasec?、Lupranate?、DesmoduriR), Mondur?. Bayrnidur?, 呢1111&七61]\1、？厶？11￥、￥〇瓜11&七61￥或180仙七6 1￥的异氛酸酯。17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述异氰酸酯是PAPI?27或Wannate?PM 700异氰 酉支醋。18. 根据权利要求2至17中任一项所述的方法，其中所述木质素-异氰酸酯混合物还包 括至少一种作为降粘剂的添加剂、一种表面活性剂、一种阻燃剂、一种发泡剂或其任意混合 物。19. 根据权利要求2至18中任一项所述的方法，其中所述催化剂是金属催化剂、胺催化 剂或其任意混合物。20. 根据权利要求2至19中任一项所述的方法，其中所述催化剂包括汞、铅、锡、铋、钾、 锌催化剂或其任意混合物。21. 根据权利要求2至20中任一项所述的方法，其中所述催化剂包括二丁锡二月桂酸 酯、亚锡辛酸酯、钾辛酸酯或其任意混合物。22. 根据权利要求2至21中任一项所述的方法，其中所述催化剂包括叔胺。23. 根据权利要求2至22中任一项所述的方法，其中所述催化剂包括三乙烯二胺 (TEDA)、苄基二甲基胺(BDMA)、五甲基二乙烯三胺(PMDETA)、二甲基环己基胺(DMCHA)、二甲 基乙醇胺(DMEA)、三乙醇胺(TEA)或其任意混合物。24. 根据权利要求2至23中任一项所述的方法，其中通过使所述木质素-异氰酸酯混合 物和所述包括至少一种多元醇和至少一种催化剂的树脂进行混合。25. 根据权利要求24所述的方法，其中所述树脂包括约0.1-0.6pphp的胺催化剂和约2-6pphp的金属催化剂。26. 根据权利要求2至25中任一项所述的方法，其中所述多元醇是脂肪族聚酯或聚醚多 元醇、芳香族聚酯多元醇、卤代聚醚多元醇、聚乙二醇、基蔗糖聚醚多元醇、基胺聚醚多元 醇、基蔗糖/胺的聚醚多元醇、基甲苯二胺多元醇、基曼尼希多元醇、（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，或 其任意混合物。27. 根据权利要求2至26中任一项所述的方法，其中所述树脂还包括至少一种添加剂， 所述添加剂包括表面活性剂、阻燃剂、发泡剂、水、抗菌剂、色素、香味剂、紫外线稳定剂或其 任意混合物。28. 根据权利要求2至27中任一项所述的方法，其中所述树脂还包括至少一种交联剂或 增链剂。29. 根据权利要求28所述的方法，其中所述交联剂或增链剂包括低分子量的多元醇或 聚胺。30. 根据权利要求29所述的方法，其中所述交联剂或增链剂包括甘油、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-丁二醇或二乙基甲苯-二胺(DETDA)。31. 根据权利要求2至30中任一项所述的方法，其中所述聚合反应在矿物质或有机电荷 存在的情况下进行。32. 根据权利要求31所述的方法，其中所述矿物质或有机电荷被加入到所述树脂中。33. 根据权利要求32或32所述的方法，其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。34. 根据权利要求2至33中任一项所述的方法，其中所述聚合反应通过以下进行：加入 至少一种催化剂到木质素-异氰酸酯混合物中，或者在加热条件下、存在至少一种催化剂的 情况下，将木质素-异氰酸酯混合物和包括至少一种多元醇的树脂混合。35. 根据权利要求2或34所述的方法，其中所述加热在约30摄氏度至约90摄氏度之间的 温度下进行。36. 根据权利要求35所述的方法，其中所述加热在约50摄氏度至约70摄氏度之间的温 度下进行。37. 根据权利要求2至36中任一项所述的方法，其中所述至少一种异氰酸酯包括聚合 MDI，并且所述聚合反应包括木质素-异氰酸酯混合物与包括至少一种多元醇和至少一种催 化剂的树脂进行反应。38. 根据权利要求1至37中任一项所述的方法，其中混合至少一种干燥木质素和至少一 种异氰酸酯以形成木质素-异氰酸酯混合物，在没有任何溶剂的情况下进行。39. 基木质素聚氨酯产品的制造方法，包括： 混合至少一种干燥木质素和至少一种异氰酸酯以形成木质素-异氰酸酯混合物，和 存在至少一种催化剂情况下，将木质素-异氰酸酯混合物和包括至少一种多元醇的树 脂混合，形成基木质素聚氨酯。 其中所述至少一种干燥木质素的含水量小于约lwt%，所述木质素-异氰酸酯混合物是 无溶剂的，并且存在于所述木质素-异氰酸酯混合物中的干燥木质素的量为约20wt%至约 35wt% 〇40. 基木质素聚氨酯产品，其通过权利要求1至39中任一项所述的方法获得。41. 根据权利要求40所述的基木质素聚氨酯产品，其包括硬质泡沫、软泡沫、硬质板、硬 块、涂层、包装、粘合剂、粘结剂、密封剂、弹性体、热塑性聚氨酯（TPUs)或反应注塑成型 (RIM)〇42. -种物品，其包括根据权利要求40所述的基木质素聚氨酯产品。43. -种混合物，其包括至少一种干燥木质素和至少一种异氰酸酯，用于基木质素聚氨 酯广品的制造。44. 根据权利要求43所述的混合物，其中所述混合物无溶剂。45. 根据权利要求43或44所述的混合物，其中所述干燥木质素的含水量小于约1 Owt %。46. 根据权利要求43或44所述的混合物，其中所述干燥木质素的含水量小于约5wt %。47. 根据权利要求43或44所述的混合物，其中所述干燥木质素的含水量小于约2wt %。48. 根据权利要求43或44所述的混合物，其中所述干燥木质素的含水量小于约lwt %。49. 根据权利要求43至48中任一项所述的混合物，其中所述混合物中干燥木质素的量 为约lwt%至约50wt%。50. 根据权利要求49所述的混合物，其中所述混合物中干燥木质素的量为约10wt %至 约 40wt%。51. 根据权利要求50所述的混合物，其中所述混合物中干燥木质素的量为约20wt %至 约35wt%。52. 根据权利要求43至51中任一项所述的混合物，其中所述木质素是木质素硫酸酯、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。53. 根据权利要求52所述的混合物，其中所述木质素是木质素磺酸钠或木质素磺酸钾。54. 根据权利要求43至53中任一项所述的混合物，其中所述异氰酸酯含有至少两个异 氰酸酯基团。55. 根据权利要求43至54中任一项所述的混合物，其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。56. 根据权利要求55所述的混合物，其中所述脂肪族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)，其中所述芳香族异氰酸酯是亚甲基-二苯基-二异氰酸酯(MDI)、甲苯-二异氰酸酯 (TDI)或萘基-二异氰酸酯(NDI)。57. 根据权利要求56所述的混合物，其中MDI是2，2 ' -MDI、2，4 ' -MDI、4，4 ' -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。58. 根据权利要求4 3至5 7中任一项所述的混合物，其中异氰酸酯是 Rubinate?^ Suprasec?, Lupmnaie R)? Desmodur?, Mondur?. Baymidur?^ 呢1111&七61]\1、？厶？11￥、￥〇瓜11&七61￥或180仙七6 111的异氛酸酯。59. 根据权利要求58所述的混合物，其中所述异氰酸酯是PAPI? 27或Wannate? PM 700 异氰酸酯。60. 根据权利要求43至59中任一项所述的混合物，还包括至少一种添加剂，其中添加剂 是降粘剂、表面活性剂、阻燃剂、发泡剂或其混合物。61. 根据权利要求43至60中任一项所述的混合物，还包括矿物质或有机电荷。62. 根据权利要求61所述的混合物，其中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，或任何其它颗粒状材料。
【专利摘要】本发明提供了一种生产基于木质素的聚氨酯产品的制造方法。该过程包括混合至少一种干燥的木质素和至少一种异氰酸酯来形成木质素-异氰酸酯混合物，并且式该木质素-异氰酸酯混合物参与聚合反应。该聚合反应可能包括加热木质素-异氰酸酯混合物，在该木质素-异氰酸酯混合物加入至少一种催化剂，或在存在至少一种催化剂时，将木质素-异氰酸酯混合物与包括至少一种多元醇的树脂混合。该过程获得的基于木质素的聚氨酯产品可为刚性泡沫、软泡沫、硬质板、刚性嵌段、涂层、包装、粘合剂、夹子、密封剂、弹性体、热塑性聚氨酯或反应注塑成型。本发明也提供了一种包括至少一种干燥木质素和至少一种异氰酸酯的混合物，来用于基于木质素的聚氨酯产品的生产。
【IPC分类】C08L97/02, C08H7/00, C08G18/64
【公开号】CN105637036
【申请号】CN201480056161
【发明人】阿曼德·朗格卢瓦, 米歇尔·德鲁安
【申请人】能源实验室 2000 有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年7月31日
【公告号】CA2918686A1, EP3033394A1, EP3033394A4, US20160194433, WO2015021541A1