聚氨酯保溫材料開辟生物路線

2014年8月5日，從中國林科院林產化學工業研究所了解到，該所周永紅研究員帶領創新團隊以廢棄油脂、木本油脂、松脂等非食用天然油脂替代石油化工原料，設計開發出與石化產品質量水平相當的新型油脂基和松脂基聚酯、聚醚多元醇和松香多異氰酸酯。他們還首創了生物基復合阻燃系統，制備出阻燃聚氨酯泡沫保溫材料系列產品。

目前，該創新團隊開發的生物質替代有害原料制備聚氨酯節能保溫材料關鍵技術推廣應用已取得實質性進展，在江蘇強林生物能源材料有限公司建成3 萬噸/年全國最大的生物質聚酯多元醇生產線和2 萬噸/年國內首條油脂基聚酯多元醇連續化生產線，成果推廣到江蘇、福建等省。

聚氨酯硬泡是目前世界上性能最佳的絕熱保溫材料，但生產聚氨酯的傳統原料苯酐、苯二甲酸和環氧丙烷等對環境和人類均有較大危害。生物質聚氨酯節能保溫材料存在產品和技術單一、產品質量與石化產品相比差距較大、阻燃性差、反應二次污染嚴重、生產運行穩定性和可控性差等突出問題。為了同時解決這些問題，周永紅創新團隊將研發目標鎖定在用生物質替代有害原料制備性能與石化產品相當、同時又具有良好阻燃性能的聚氨酯節能保溫材料上，該項研究同時獲得了國家高技術產業發展項目和國家林業局“948”項目的支持。

周永紅研究員向記者介紹，通過自主開發油脂基聚酯多元醇的連續化反應生產裝置，他們解決了傳統釜、罐式反應器生產能耗高、跑漏滴現象嚴重等問題，大大提高了反應效率，為工業化生產奠定了基礎，生產出的新型油脂基聚酯多元醇可以全部替代石化類多元醇，對聚氨酯產品的絕熱和尺寸穩定性等沒有影響。同時，他們還開發出新型松脂基聚酯、聚醚多元醇的設計和制備技術，制造的生物質基聚氨酯硬泡壓縮性、拉伸性好，能與墻壁很好地粘結。

“特別值得一提的是，我們首次利用松香聚合二元酸、酚醛縮合二元酸和小分子多元醇反應，開發新型松脂基聚酯、聚醚多元醇，克服了聚酯組合料存放穩定性差的致命缺點。我們還研究了用于聚氨酯硬泡的松香多異氰酸酯創制技術，通過松香的D-A 加成反應、酰胺化反應、酰胺與草酰氯反應，制備出富馬海松酸三酰基異氰酸酯，避開了傳統光氣法路線，反應條件溫和。”周永紅說。

在此基礎上，研發團隊首次開發出生物質基聚氨酯泡沫塑料的阻燃技術，制備出能夠滿足國標B1 級保溫材料阻燃要求的復合阻燃型生物質基聚氨酯硬泡。