[發明專利]一種高分散改性木質素的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201810043957.2
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108299657B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 侯曉旭;徐前進
• 申請（專利權）人: 江西寶弘納米科技有限公司
• 主分類號: C08H7/00
• 分類號: C08H7/00;C08L9/06;C08L97/00;C08K13/02;C08K5/09;C08K3/22;C08K5/3437
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 崔玥

本發明涉及有機化工技術領域，特別涉及一種橡膠材料功能修飾用高分散改性木質素的制備，還涉及其應用。所用木質素為造紙制漿黑液，無需預處理，減少加工環節，降低能耗，加入烷氧基給予體對黑液進行羥甲基化改性，降低酚羥基的極性，再加入長鏈脂肪酸，通過極性吸引對木質素進行包覆，隔離，降低木質素粒子間相互粘合，提高改性木質素產品的分散性能，噴霧干燥后，通過攪拌加熱，使部分羧酸基團與羥甲基發生酯化，進一步降低木質素表面極性。

技術領域

本發明涉及有機化工技術領域，特別涉及一種橡膠材料功能修飾用高分散改性木質素的制備，還涉及改性木質素的應用。

背景技術

木質素是地球僅次于纖維素的可再生資源，據估算，全球總產量可達500億噸每年。在生產過程中，常作為廢棄物被排放到環境中，造成環境污染，若能以其替代化石類材料的應用，既能改善生態環境，又可延緩化石資源日漸緊缺帶來的危機。

木質素作為天然高分子聚合物，其分子結構復雜，具有芳香基、酚羥基、醇羥基、雙鍵等活性基團，同時其比表面積較大，可廣泛的替代炭黑作為補強劑填充橡膠。與炭黑填充橡膠材料相比，木質素能實現高含量填充，且填充后密度小，光澤度高，耐磨性好，耐屈撓性增強等優點。木質素細微顆粒表面復雜的極性基團，一方面使其相互之間形成氫鍵吸附在一起，難以分散，另一方面極性較強，與非極性橡膠的相容性較差，很難通過傳統混煉方式有效分散在非極性橡膠中，限制其應用領域。

故急需一種可降低木質素表面極性，提高與非極性橡膠相容性，提高分散效果的改性方法，制備出一種用于橡膠材料功能修飾的高分散改性木質素。

發明內容

鑒于以上問題，本發明提供了一種可降低木質素表面極性，提高與非極性橡膠相容性，提高分散效果的改性方法，制備出一種用于橡膠材料功能修飾的高分散改性木質素。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明中一種高分散改性木質素的制備方法，包括以下步驟：

S1：先將造紙制漿黑液加入反應器后，在70～90℃的溫度下，加入烷氧基給予體，反應1.0～1.5h；

S2：往步驟S1的反應體系中加入長鏈脂肪酸，在100～105℃下反應1.0～3.0h；

S3：保溫，干燥；

S4：將干燥得到的粉狀物料放入在高速攪拌機中，在100～105℃下高速攪拌1～2h；

S5：降溫，出料，所得粉體即為改性木質素。

所使用各原料重量配比為，造紙制漿黑液：烷氧基給予體：長鏈脂肪酸＝100:1～30:1～20。

所述烷氧基給予體為甲醛與聚乙二醇的混合物，所述甲醛：聚乙二醇其重量配比為10:1～10，所述聚乙二醇是PEG200、PEG400、PEG600、PEG800中的一種或多種組合。

所述長鏈脂肪酸為飽和或不飽和的烷基鏈長度從C2到C30的脂肪酸中的一種或多種。

所述干燥采用噴霧干燥方式，所述噴霧干燥方式中的進口溫度110～160℃，出口溫度為90～110℃。

所述高速攪拌的轉速設為1000～1500rpm。

所述的高分散改性木質素在制備丁苯橡膠中的應用。

利用高分散改性木質素制備丁苯橡膠，各原料重量配比：丁苯橡膠100份，改性木質素1～80份，氧化鋅2～5份，硬脂酸1～3份，防老劑1～3份，硫黃1～2份，促進劑1～4份。