[發明專利]一種固體環氧樹脂的清潔化生產工藝

有效

• 申請號: 201810240701.0
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108409941B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 汪年華
• 申請（專利權）人: 黃山五環科技有限公司
• 主分類號: C08G59/06
• 分類號: C08G59/06;C08H7/00
• 代理公司: 成都坤倫厚樸專利代理事務所(普通合伙) 51247
• 代理人: 劉坤

本發明屬于化工技術領域，具體涉及一種固體環氧樹脂的清潔化生產工藝。步驟包括：使用酸提醇沉法從造紙黑液中提取木質素；再用甲醛水溶液將其改性為羥甲基化木質素，而后用腰果酚將其進一步改性為腰果酚改性木質素。將腰果酚改性木質素、環氧氯丙烷、相轉移催化劑加入反應釜，一邊攪拌一邊添加堿液進行反應。將所得溶液用烯鹽酸調至中性，減壓蒸餾除去過量的環氧氯丙烷后水洗至中性，真空干燥，即得固體粉末狀環氧樹脂。本發明以造紙業廢液、腰果酚為原料，無毒可降解，節能環保，同時改善了環氧樹脂韌性不足的問題，且制備的環氧樹脂的收率高達99％以上，環氧值也達到較為理想的狀態。

技術領域

本發明屬于化工技術領域，具體涉及一種固體環氧樹脂的清潔化生產工藝。

背景技術

環氧樹脂具有優良的化學化工性能：收縮率低、粘結強度大、機械強度高、電絕緣性好等，被廣泛應用于生產生活的各個領域。但其生產原料，大部分都來源于石油化工，對石油依賴程度非常高，且應用范圍最廣的雙酚A型環氧樹脂，雙酚A有毒，污染環境且有害人體健康。因此，利用新材料制備高性能的環氧樹脂是現今的重點研究方向。

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，廣泛存在于高等植物中，與纖維素、半纖維素共同組成了植物的主要結構，其數量僅此于纖維素，是世界上含量排名第二的有機物。隨著地球上石油資源的日益枯竭，人們對可再生的木質素的開發利用愈發重視。而木質素中含大量酚羥基、醇羥基、甲氧基、羧基等活性基團，其在環氧樹脂的合成中顯然可以發揮重要作用。

同時，造紙業產生的黑液中，存在大量木質素，所謂造紙黑液，就是把植物中用于造紙的纖維素提取分離后，剩下的堿性黑色液體。以往觀念中，一般認為黑液是廢液，直接進行焚燒處理，浪費大量能量且對環境造成二次污染。如果將這部分木質素提取并用于合成環氧樹脂，將一舉多得。

目前利用木質素合成環氧樹脂，主要有兩種方式。一種是直接利用木質素合成環氧樹脂，但普遍存在環氧值偏低等問題。另一種是對木質素進行各種各樣的改性，再利用改性后的木質素合成環氧樹脂，但普遍存在木質素化學活性偏低、合成的環氧樹脂韌性不足等問題。因此，針對以木質素為原料合成環氧樹脂的方法，開發一種新的技術方案具有重要的現實意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種固體環氧樹脂的清潔化生產工藝。

為實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案是：一種固體環氧樹脂的清潔化生產工藝，包括如下步驟：

(1)從造紙黑液中提取木質素，將造紙黑液與無水乙醇按體積比為1:1～1:1.5混勻，45～75℃下進行初次水浴1～3h，靜置分層，取上清液；將上清液蒸發去除乙醇后，緩慢添加濃硫酸或濃硝酸pH＝2，而后將該溶液在45～75℃下再次水浴加熱6～7h，至溶液中不再有更多沉淀產生，將溶液及沉淀進行離心，干燥離心所得固體，即得木質素；

(2)腰果酚改性木質素，將上述步驟(1)所得木質素與35％的甲醛水溶液按質量比為1:1混勻，使用氫氧化鈉調節pH為12，在95℃下攪拌反應3h，得羥甲基化木質素；

再加質量為上述木質素質量一半的腰果酚，95℃下攪拌反應，反應完全后，用稀鹽酸調節溶液pH＝2，沉淀得腰果酚改性木質素；

(3)將腰果酚改性木質素與環氧氯丙烷按質量比為1:6～20加入反應釜，攪拌并升溫到50～100℃，加入質量為腰果酚改性木質素質量5％的相轉移催化劑；隨后一邊攪拌一邊加入堿液，1g腰果酚改性木質素添加1～10ml堿液，保溫1～5h，將所得溶液用稀鹽酸調至中性，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，即得固體粉末狀環氧樹脂。

優選的，步驟(1)所述的造紙黑液與無水乙醇體積比為1:1，初次和再次水浴溫度均為75℃，初次和再次水浴時間均為3h。

優選的，步驟(3)所述堿液為10％的氫氧化鈉。