[發明專利]一種生物基環氧樹脂固化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202010095902.3
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111286008B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 沈濤;藺熙珃;朱晨杰;應漢杰;莊偉;李明;胡瑞佳;黎明暉
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C08G59/44
• 分類號: C08G59/44;C08H7/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華

1.一種生物基環氧樹脂固化劑的制備方法，其特征在于，將降解后的木質素與氨基酸縮合反應，得到氨基酸化木質素溶液，納濾干燥得到氨基酸化木質素；將所得氨基酸化木質素與環氧樹脂進行固化反應，即得生物基環氧樹脂固化劑；

其中，所述的降解為酸解、熱解和氫解中的任意一種；

其中，所述的酸解為將木質素與酸解催化劑在溶劑中進行酸解反應；其中，所述的酸解催化劑為氫溴酸和氫碘酸中的任意一種或兩種組合；所述的溶劑為N,N-二甲基甲酰胺和四氫呋喃中的任意一種或兩種組合；木質素與溶劑的質量體積比為0.2~0.5 g/mL；酸解催化劑與木質素的質量比為（0.05~2）：1；反應的溫度為70~110℃，反應時間為1~3 h；

其中，所述的熱解為將木質素于140~200℃熱解1~3 h；

其中，所述的氫解為將木質素置于溶劑中，加入催化劑，高壓氫解反應；其中，所述的溶劑為甲醇和乙醇中的任意一種或兩種組合；所述的催化劑為加氫金屬負載的固體酸催化劑；木質素與溶劑的質量體積比為20~80 mg/mL；木質素與催化劑的質量比為1:（0.02~0.05），所述的高壓反應為在2~6 MPa氫壓，160~250 ℃下反應6~12 h；

其中，所述的縮合反應為以下三種方法中的任意一種：

方法一：降解后的木質素：甲醛：氨基酸：氫氧化鈉：水按照100~200 g：30~150 g：0.5~2mol：120~200 g：1000 mL的用量比于50~90℃反應3~6 h；

方法二：（1）氨基酸與氯丙烷按照1:1的摩爾比溶于水中，于50~80℃反應3~7 h，得到氯醇中間體溶液；（2）向步驟（1）得到的氯醇中間體溶液中加入降解后的木質素和氫氧化鈉于25~60℃下反應3~6 h；

步驟（1）中，氨基酸的濃度為0.2~2 mol/L；

步驟（2）中，氯醇中間體與降解后的木質素的摩爾質量比為（0.2~2）：（100~200） mol/g；氫氧化鈉與木質素的質量比為1~2：1.2~2；

方法三：降解后的木質素：氨基酸：催化劑：脫水劑：溶劑按照100~200 g：0.5~2 mol：1~4 mol：1.5~3 mol：1000 mL的用量于70~100℃反應2~6 h；其中，所述的催化劑為濃硫酸或酰化試劑；所述的溶劑為無水N,N-二甲基甲酰胺或者無水四氫呋喃。

2.根據權利要求1所述的生物基環氧樹脂固化劑的制備方法，其特征在于，所述的固化反應為氨基酸化木質素與環氧樹脂按照0.1~0.5:1的質量比混合，先于20~40℃下預固化2~4 h，再于100~120℃下固化2~3 h，最后于160~200℃下固化0.5~2 h。

3.權利要求1~2中任意一項所述的方法制備得到的生物基環氧樹脂固化劑。