[發明專利]生物酶改性天然生漆組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201410160312.9
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN103965781A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 廖有為;楊焰;車軼材
• 申請（專利權）人: 中南林業科技大學;廖有為;湖南金磐新材料科技有限公司
• 主分類號: C09D193/00
• 分類號: C09D193/00;C09D7/12;C08G65/48
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 唐曙暉;劉明芳

技術領域

本發明涉及化學修飾生物酶改性天然生漆組合物及其制備方法，具體涉及非離子表面活性劑修飾生物酶改性天然生漆組合物及其制備方法。該組合物是由非離子表面活性劑對生物酶進行化學修飾，然后采用修飾生物酶改性天然生漆而獲得的。

背景技術

漆樹是我國的重要珍稀植物資源，我國漆樹資源十分豐富，在中西部地區均有廣泛分布。從漆樹皮層采集的天然高分子材料——生漆是一種重要的生態材料，產量占世界總產量的85%，被譽為“涂料之王”。生漆主要由漆酚、漆酶、樹膠質、糖蛋白以及水分、金屬離子等生化物質組成，是一個天然的無溶劑反相微乳液系統，生漆是一種優質的天然涂料，可直接髹飾器物、家具、工藝品以及保護金屬材料，生漆的幾千年的使用歷史證明，生漆作為涂料具有優異的耐磨、耐酸、耐溶劑、耐熱、防水和絕緣性好、富有光澤等特性。但是天然生漆也存在諸多弊端，天然生漆干燥成膜對環境條件（溫度、濕度等）要求比較高，漆膜色深、耐堿性差、粘度大、對金屬附著力不好、人體皮膚容易過敏、不易施工等。這些缺點限制了生漆在現代工業中的應用及推廣。因此，對生漆進行改性是提高生漆使用性能、充分利用漆樹這一可再生資源的有效途徑。

目前對生漆的改性主要是化學改性。漆酚與甲醛進行縮合反應制備漆酚縮甲醛樹脂是我國生漆改性的開端（化工部華北化工設計分院.涂料工業生產技術經驗，北京：化學工業出版社，1960），其產品已得到實際應用，其機理類似苯酚與甲醛制備酚醛樹脂。漆酚與金屬發生氧化還原反應和配位反應生成螯合物，進一步合成為兼具螯合物特點和生漆固有性能的漆酚金屬高聚物。徐艷蓮等（徐艷蓮等，漆酚鉬螯合高聚物的合成及表征，高分子學報，2000，(3):257-261)采用漆酚與四氯氧化鉬反應制得兼具螯合物特點和生漆固有性能的漆酚鉬螯合高聚物，該高聚物具有很好的熱穩定性，其耐熱性能比生好。胡炳環等（胡炳環等，新型漆酚鈦螯合高聚物防腐蝕涂料中試研究，林產化學與工業，1998,18(1):17-22）制備的新型漆酚鈦螯合高聚物防腐蝕涂料，機械性能、耐化學介質腐蝕性能等性能改善。唐潔淵等(唐潔淵等，電化學聚合漆酚釤配合物的研究，高分子學報，2001，（6）：740-745)利用電化學方法合成的聚合漆酚(EPU)與氯化釤的異丙醇溶液作用，得到聚合漆酚釤配合物(EPU-Sm³⁺)，耐熱性能大幅提高。盡管通過化學改性可以在一定程度改善天然生漆的性能，但生漆本身存在的缺陷并未從根本上解決，同時化學改性過程中采用有機溶劑等容易導致環境污染，因此，采用環境友好的生物技術改性天然生漆、并從根本上改善其性能是提高天然生漆的附加值和擴大其應用范圍的必然選擇。張飛龍等(張飛龍等，一種生漆的精制方法，申請號：200910219543.1)等采用生物蛋白(球蛋白、糖蛋白、牛血清蛋白、水溶性多肽、絲膠蛋白)調控漆酶催化微環境，調節生漆的流變性，從而達到生漆漆膜透明度高、附著力強和硬度高等。

JP2009017796A公開了一種聚亞烷基二醇改性漆酶，它是在活化劑例如N-羥基琥珀酰亞胺、N-羥基馬來酰亞胺、1-羥基苯并三唑(1-hydroxy benzotriazole)或羰基二咪唑(carbonyl diimidazole)的活化酯存在下由漆酶與聚亞烷基二醇于15-25℃下進行偶聯反應2-6小時而獲得的，它用于生產2,6-二甲氧基苯酚二聚體，苯酚和萘酚。

發明內容

本發明針對天然生漆在使用過程中上述缺陷，發明一種生物酶改性天然生漆及其制備方法，采用非離子型表面活性劑(non-ionic surfactant，簡稱NIS)修飾生物酶，然后采用修飾生物酶催化天然生漆的成膜反應，并對涂膜性能進行測試。

根據本發明的第一個實施方案，提供非離子表面活性劑修飾生物酶改性的天然生漆組合物，其特征在于該它包括A組分和B組分：

其中A組分為天然生漆或天然生漆和桐油的預聚物；

B組分為化學修飾生物酶，所述化學修飾生物酶是用非離子表面活性劑(NIS)修飾的天然生物酶，用下式表示：

NIS－L－Q，

其中NIS是非離子表面活性劑的鏈段(segment)，L是連接基團或間隔基團(linker group or spacer group)，Q是天然生物酶；

B組分化學修飾生物酶的用量為A組分的1.0-15.0wt%，優選1.5-12.0wt%，優選2.0～10.0wt%，更優選3.0-8.0wt%，進一步優選3.5-7.0wt%。