[發明專利]一種聚丙烯酸接枝堿木質素/酚醛軟質材料制備方法

在審

• 申請號: 201410592507.0
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN105001592A
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發明（設計）人: 馬艷麗;楊偉;方桂珍;路進程;龔程程;曹偉華;李追;畢嚴文
• 申請（專利權）人: 東北林業大學;馬艷麗;楊偉
• 主分類號: C08L61/06
• 分類號: C08L61/06;C08L51/00;C08L39/06;C08J9/14;A01G31/00
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技術領域

本發明涉及一種吸水的蜂窩材料的制造方法，尤其涉及一種聚丙烯酸接枝堿木質素/酚醛軟質材料制備方法。

背景技術

室內及溫室花卉大多栽植在盆內。由于花盆體積有限，植株生長期又長，一方面要求培養土有足夠的營養物質，還要求其空隙適當，有一定的保水功能和通氣性，因此需要人工配土，這種土被稱為培養土。花卉種類繁多，生長習性各異，培養土應根據花卉生長習性和材料的性質調配。粘土含礦物質元素和有機質較多，保水保肥能力強且肥效長久。但是花土的配制注意事項甚多，對于很多上班族來說費事費力。為了改良土壤的性能，很多研究者研制了方便、輕質的替代品，目前廣泛使用的是酚醛樹脂花泥等，但是該花泥脆性大，失水后干燥粉化，難以循環利用。

美國、德國、法國、日本、中國等國家的學者對吸水劑的品種、制備方法、性能、應用等方面已開展了大量研究工作，其中聚丙烯酸類聚合物占據主導地位(約占世界級高吸水樹脂總量的50％以上)。但高吸水性樹脂具有價格昂貴、難生物降解、機械性能差和耐鹽性差的缺點，難以在農業吸水和肥料緩釋領域得到廣泛應用。

20世紀80年代，研究者發現將高吸水樹脂與其他材料復合可以有效地改善其耐鹽性、凝膠強度、熱穩定性和吸水性等性能。生物質材料共混/交聯共聚物均可降低材料生產成本并賦予其生物可降解性，但共聚物通過交聯共價鍵和氫鍵還可有效限制復合材料網絡體系形變，因此共聚物的機械性能和控釋性能優于共混材料。此后淀粉、纖維素、木質素、無機粘土和殼聚糖等天然可降解高分子被用于制備經濟型農用吸水材料。自上世紀90年代，Kok等把疏水性的硫酸鹽木質素作為填料引入水凝膠微球體實現涕滅威的緩釋后，20世紀美國、法國、印度、日本、中國、幾內亞等國家的學者對木質素吸水凝膠材料進行了廣泛的研究。

酚醛泡沫是由酚醛樹脂通過發泡而得到的一種發泡材料。與早期占市場主導地位的聚苯乙烯材料、聚氯乙烯材料、聚氨酯材料等材料相比，在阻燃方面它具有特殊的優良性能。其重量輕，剛性大，尺寸穩定性好，耐化學腐蝕，耐熱性好，難燃，自熄，低煙霧，耐火焰穿透，遇火無灑落物，價格低廉，是電器、儀表、建筑、石油化工等行業較為理想的絕緣隔熱保溫材料，因而受到人們的廣泛重視。酚醛材料已成為塑料材料中發展最快的品種之一。消費量不斷增長，應用范圍不斷擴大，國內外研究和開發都相當活躍。酚醛材料最大的特點是脆性大，因此提高它的韌性是應用該材料的關鍵技術。隨著能源危機的出現，苯酚受到了資源、產量和價格方面的限制。科研工作者在廣泛尋找合適的苯酚替代品及其衍生物。

堿木質素是來源于造紙制漿過程產生的副產物，價格低廉、可再生、無毒、來源豐富；由于木質素經活化后，具有苯酚的性質，因此可將無毒的堿木質素用來替代有毒、昂貴的苯酚。近年來，木質素代替苯酚的應用技術主要集中在木質素改性膠黏劑、木質素的熱塑性材料、地膜材料和發泡材料等領域。

發明內容

本發明提供了一種聚丙烯酸接枝堿木質素/酚醛軟質材料制備方法，本發明以線性酚醛樹脂及助劑的混合液浸入聚丙烯酸接枝堿木質素的凝膠網絡，隨后引發酚醛樹脂發泡過程，目的是制備凝膠網絡與酚醛開孔網絡互穿的聚丙烯酸接枝堿木質素/酚醛軟質材料。該材料為軟質開孔材料、同時具有的保水性能。根據上述特點，本發明在具體實施例中引入其作為保水花泥的應用。

本發明的技術方案是用加入表面活性劑、增韌劑和發泡劑的酚醛樹脂膠黏劑浸漬聚丙烯酸接枝堿木質素冷卻后，恒溫烘干發泡制備聚丙烯酸-g-堿木質素/酚醛(PAA-g-AL/PF)軟質材料。本發明的優點在于聚丙烯酸接枝堿木質素的凝膠網絡賦予聚丙烯酸接枝堿木質素/酚醛軟質材料保肥、保濕性能；而酚醛樹脂開孔網絡賦予聚丙烯酸接枝堿木質素/酚醛軟質材料排澇、透氣的功能。以聚丙烯酸接枝堿木質素網克服酚醛樹脂脆性大的缺點制備軟質材料，因此該材料具有作為保水花泥或土壤的替代品應用于花卉和特殊經濟作物的種植領域的潛在用途。

上述木質素采用工業木質素、麥草木質素、秸稈木質素和木質素磺酸鹽的一種或者兩種及以上混合物。

上述聚丙烯酸采用丙烯酸單體聚合或者分子量為2000～5000Da聚丙烯酸。

上述酚醛樹脂膠黏劑采用苯酚、甲酚、二甲酚、間苯二酚的一種或者兩種及以上混合物與甲醛或糠醛縮聚反應制備的低分子量可溶樹脂。

上述表面活性劑采用吐溫、司盤的一種或者兩種及以上混合物。

上述增韌劑采用羧基丁腈橡膠、液體丁腈橡膠、聚乙烯醇縮丁醛、聚醚砜、聚苯醚酮、聚乙烯吡咯烷酮的一種或者兩種及以上混合物。