[發(fā)明專利]酶解木質(zhì)素或它的衍生物改性熱熔型酚醛樹(shù)脂及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810072174.3
• 申請(qǐng)日: 2008-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101412796A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程賢甦;方潤(rùn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G8/28
• 分類號(hào): C08G8/28
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子熱塑型材料制備領(lǐng)域，更具體涉及一種酶解木質(zhì)素或它的衍生物改性熱熔型酚醛樹(shù)脂及其制備方法。

背景技術(shù)

酚醛樹(shù)脂，是一種常用的高分子材料，它具有成本低，容重軽、阻燃性好、加工性好等特點(diǎn)，在許多行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。但是酚醛樹(shù)脂是以苯酚、甲醛為主要原料合成制得，苯酚是石油化工或煤化工的產(chǎn)物，隨著這些礦物資源的短缺，原料成本日益高漲，傳統(tǒng)的酚醛樹(shù)脂生產(chǎn)面臨可持續(xù)發(fā)展的困難。

曾經(jīng)有人研究利用造紙黑液提取的木質(zhì)素改性制備酚醛樹(shù)脂的報(bào)道，但是植物原料中的天然木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)造紙工藝過(guò)程受到破壞，難以制備熱熔型酚醛樹(shù)脂。酶解木質(zhì)素是植物原料發(fā)酵制備功能性多糖或生物酒精的殘?jiān)蟹蛛x、純化得到木質(zhì)素，酶解木質(zhì)素的制備、提取過(guò)程也是采用比較溫和的工藝條件，較好地保留了天然木質(zhì)素的活性，適合制備多種可以用于高分子改性的木質(zhì)素衍生物，能夠替代部分石油化工產(chǎn)品，在材料科學(xué)與工程領(lǐng)域?qū)⒂休^大的應(yīng)用價(jià)值。因?yàn)槊附饽举|(zhì)素是把生物工程企業(yè)的廢棄物——植物原料發(fā)酵殘?jiān)?jīng)過(guò)分離、純化得到的新型木質(zhì)素，制造成本低于其他類型的溶劑化木質(zhì)素，酶解木質(zhì)素的高附加值應(yīng)用將實(shí)現(xiàn)可再生資源的有效利用，幫助生物工程企業(yè)增加經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)利用酶解木質(zhì)素及其衍生物制備復(fù)合材料，替代部分石油化工原料將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種酶解木質(zhì)素或其衍生物改性熱熔型酚醛樹(shù)脂及制備方法；該酚醛樹(shù)脂的原料配方科學(xué)合理，原料中將可再生生物資源充分利用，既解決了現(xiàn)有技術(shù)從造紙“黑液”中提取木質(zhì)素磺酸鹽所帶來(lái)的缺陷，又可以降低采用苯酚制備熱熔型酚醛樹(shù)脂的成本；并且制備過(guò)程工藝簡(jiǎn)單、容易實(shí)施，而且對(duì)酚醛樹(shù)脂的改性效果良好，具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

本發(fā)明的酶解木質(zhì)素或它的衍生物改性熱熔型酚醛樹(shù)脂，所述原料配方中各組分的重量份數(shù)如下：

酶解木質(zhì)素或它的衍生物?????????1-55份，

酚?????????????????????????????80-135份，

醛?????????????????????????????55-98份，

催化劑????????????0.001-0.5份，

改性添加劑????????0-20份

本發(fā)明的酶解木質(zhì)素或它的衍生物改性熱熔型酚醛樹(shù)脂的制備工藝為：

1)先將酚加熱熔化，在反應(yīng)釜中按配比先加入酚，再把預(yù)定量的酶解木質(zhì)素在酸性催化劑條件下溶解于酚中，加熱攪拌0.5-0.8h；

2)加入醛，加熱使縮聚反應(yīng)維持在90℃左右，反應(yīng)1.5-2.5h；

3)根據(jù)需要添加改性助劑，并攪拌15-20分鐘使之均勻；

4)減壓脫水以除去水等小分子物質(zhì)，減壓條件是350-680mmHg，95-115℃，1.5-2小時(shí)，最后把樹(shù)脂加熱到125-130℃倒出，得到黑色的酶解木質(zhì)素改性的熱塑性酚醛樹(shù)脂，粉碎后樹(shù)脂呈棕色。

本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)是：

(1)本發(fā)明采用的酶解木質(zhì)素是從植物秸桿發(fā)酵制備功能性多糖或生物酒精的殘?jiān)蟹蛛x提取的木質(zhì)素，提取過(guò)程沒(méi)有經(jīng)過(guò)高溫、高壓等工序，較好地保留了天然木質(zhì)素的化學(xué)活性，得到的酶解木質(zhì)素純度高，其灰分含量小于3％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于木質(zhì)素磺酸鈣。酶解木質(zhì)素的原料是植物原料發(fā)酵后的廢棄殘?jiān)?，制造成本較低。

(2)由于酶解木質(zhì)素是根據(jù)申請(qǐng)發(fā)明專利200410061438.7的方法制得的一種材料，這種木質(zhì)素的重均分子量低于2500，它較好地保留了天然木質(zhì)素的化學(xué)活性。在一定的條件下，酶解木質(zhì)素可以制得醛類，酚類，或鹵化衍生物，可以根據(jù)不同類型熱熔型酚醛樹(shù)脂的需要，挑選合適類型的酶解木質(zhì)素或它的衍生物進(jìn)行改性。

(3)酶解木質(zhì)素及其衍生物作為改性的熱塑性酚醛樹(shù)脂的重要原料可以減少石油化工產(chǎn)品苯酚的用量，可以充分利用木質(zhì)素可再生資源，有利于可持續(xù)發(fā)展。

(4)酶解木質(zhì)素及其衍生物在改性的熱塑性酚醛樹(shù)脂中的添加量可根據(jù)改性的熱塑性酚醛樹(shù)脂制品性能的需要決定，一般可在5％-25％之間，其結(jié)果大大改善了改性的熱塑性酚醛樹(shù)脂的性能，與傳統(tǒng)造紙業(yè)得到的木質(zhì)素磺酸鹽或堿木素相比，酶解木質(zhì)素及其衍生物改性的熱塑性酚醛樹(shù)脂不僅加工工藝簡(jiǎn)單、容易實(shí)施，而且可以降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

(5)酶解木質(zhì)素及其衍生物改性的熱塑性酚醛樹(shù)脂在制備過(guò)程中可以根據(jù)材料設(shè)計(jì)性能的需要選擇酶解木質(zhì)素的衍生物改性的熱塑性酚醛樹(shù)脂。

具體實(shí)施方式

原料配方：按照重量份數(shù)