[發明專利]環氧樹脂的制備方法

有效

• 申請號: 201310478576.4
• 申請日: 2013-10-14
• 公開（公告）號: CN103524709A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 朱新寶;王芳;王傳柱;程振朔
• 申請（專利權）人: 南京林業大學;安徽新遠化工有限公司;安徽恒遠化工有限公司
• 主分類號: C08G59/02
• 分類號: C08G59/02;C08H7/00
• 代理公司: 合肥誠興知識產權代理有限公司 34109
• 代理人: 湯茂盛

技術領域

本發明屬于化工技術領域，具體涉及一種環氧樹脂的制備方法。

背景技術

木質素是自然界中唯一能提供可再生芳香基化合物的非石油資源，其廣泛存在于高等植物中，與纖維素和半纖維素粘結在一起形成植物的主要結構，木質素的數量僅次于纖維素，是世界上第二位最豐富的有機物。隨著地球上石油資源的日益枯竭，環境污染的日益加重，對可再生的木質素的開發利用越來越受到人們的重視。近年來，以木質素為原料來合成或改性高分子產品逐漸被視為規模化、合理性應用木質素資源的有效途徑，而目前大多數的環氧樹脂都是以雙酚A(學名2,2-二(4-羥基苯基)丙烷)為原料來制備的，由于雙酚A具有一定毒性，會造成環境污染，因此，尋找一種新型的原料來替代雙酚A具有十分重要的現實意義，由于木質素分子結構中含有大量的酚羥基、醇羥基、甲氧基、羧基、各種醚鍵以及共軛雙鍵等活性基團，因此木質素在環氧樹脂合成中的應用受到了研究學者的關注。

中國專利文獻公開了一種名稱為“一種制備木質素磺酸鹽環氧樹脂的方法CN101724136A），該發明專利公開的技術方案是將去除雜質的木質素磺酸鹽溶液酚化，然后在堿性條件下與環氧氯丙烷合成得到環氧樹脂，該方法所選用的木質素磺酸鹽雜質含量高，在去除雜質的過程中易造成分子結構發生變化，使得木質素的化學活性明顯降低，從而影響環氧樹脂的制備，且木質素磺酸鹽溶液是采用價格昂貴的酚類有毒物質進行改性，不僅生產成本高，而且污染嚴重，給后序的處理工作帶來不便。中國專利文獻公開了一種名稱為“木質素自催化合成環氧樹脂的方法”的發明專利（文獻號為CN102675592A），該發明專利公開的技術方案是以造紙黑液中的木質素為原料，在常壓低溫水浴條件下，催化得到的木質素部分替代雙酚A制備環氧樹脂，此方法可減少造紙黑液污染的排放，實現廢物利用，但是該方法只是減少雙酚A的用量，其仍然是采用了雙酚A為原料制備環氧樹脂。中國專利文獻公開了一種名稱為“高沸醇木質素環氧樹脂的制備方法”的發明專利（文獻號為CN1637038A)，該發明專利公開的技術方案是采用高沸醇木質素加入到環氧氯丙烷溶液或者環氧氯丙烷與醇類的混合溶液中，完全溶解后再加入催化劑，經反應完全得到產物，該發明專利采用高沸醇溶劑法制備木質素時需要使用價格較高的高沸醇，工藝復雜，而且溶劑的回收需要消耗較多的能量，成本較高。

綜上所述，現有技術中采用木質素制備環氧樹脂的方法主要存在以下問題：第一，原料成本高，工藝復雜，生產過程對環境污染嚴重；第二，所用方法對木質素的分子結構影響較大，導致木質素的化學活性偏低，進而影響環氧樹脂的制備。因此，針對以木質素為原料合成環氧樹脂的方法，研究開發一種新的技術方案具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種工藝簡單、低污染、低成本的制備環氧樹脂的方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種環氧樹脂的制備方法，包括以下步驟：將羥甲基化酶解木質素與環氧氯丙烷按1:10～20的質量比混合，攪拌升溫到70～90℃后加入相轉移催化劑，勻速攪拌并滴加濃度為10%-30%的第一堿液，保溫1～5h，用鹽酸中和至中性，減壓蒸餾除去過量的環氧氯丙烷，將蒸餾濃縮物水洗至中性，真空干燥后即得棕褐色固體粉末狀的環氧樹脂，所述相轉移催化劑的添加量為羥甲基化酶解木質素與環氧氯丙烷混合總量的0.1%～0.4%，所述羥甲基化酶解木質素與第一堿液中溶質的質量比為1:0.1～0.6。

采用上述技術方案產生的有益效果在于：原料易得、工藝簡單、低污染、低成本，采用本發明公開的技術方案制備得到的環氧樹脂收率高，環保無毒，采用羥甲基化酶解木質素為原料制備的環氧樹脂具有可降解性，力學性能佳，應用前景廣泛，不僅如此，采用上述方法制備環氧樹脂使得可再生的木質素資源得以有效利用，本發明公開的技術方案制備的環氧樹脂可用于工程材料、涂料、膠黏劑或高分子材料的改性劑。