[发明专利]酶解木质素或它的衍生物改性酚醛发泡材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建材工业保温节能材料领域，更具体涉及酶解木质素或它的衍生物改性酚醛发泡材料及其制备方法。

背景技术

酚醛泡沫材料是由酚醛树脂发泡成型制得，是一种常用的保温材料，它具有导热系数低，容重軽、阻燃性好、加工性好等特点，在建筑空调、工业保温中得到广泛应用。但是酚醛树脂是以苯酚、甲醛为主要原料合成制得，苯酚是石油化工或煤化工的产物，随着这些矿物资源的短缺，原料成本日益高涨，传统的酚醛泡沫材料生产面临可持续发展的困难。曾经有人研究利用造纸黑液提取的木质素改性制备酚醛树脂胶粘剂(李爱阳等，“中华纸业”2006年27卷第三期，76页)的报道，但是植物原料中的天然木质素的结构在传统造纸工艺过程受到破坏，难以制备高性能的高分子改性材料，而且生产成本高。酶解木质素是植物原料发酵制备功能性多糖或生物酒精的残渣中分离、纯化得到木质素酶解木质素的制备、提取过程也是采用比较温和的工艺条件，较好地保留了天然木质素的活性，适合制备多种可以用于高分子改性的木质素衍生物，能够替代部分石油化工产品(如聚氨酯，环氧树脂，橡胶塑料改性剂等，在材料科学与工程领域将有较大的应用价值。酶解木质素是把生物工程企业的废弃物——植物原料发酵残渣经过分离、纯化得到的新型木质素，制造成本大大低于其他类型的溶剂化木质素，酶解木质素的高附加值应用将实现可再生资源的有效利用，帮助生物工程企业增加经济效益，同时利用酶解木质素及其衍生物制备复合材料，替代部分石油化工原料将产生巨大的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种酶解木质素或其衍生物改性酚醛泡沫材料及其制备方法，该原料配方中采用酶解木质素或它的衍生物，不仅可以再生生物资源充分利用，替代部分石油化工原料苯酚所带来的缺陷，还可以降低酚醛泡沫材料的生产成本；制备过程工艺简单、容易实施，有利于大规模生产，并且制成的酶解木质素改性酚醛泡沫材料产品保温性能优良，韧性强，抗老化性能提高，改性效果好，性能优越。

本发明的酶解木质素或它的衍生物改性酚醛发泡材料，其特征在于：所述发泡材料的原料配方中各组分的重量份数如下：

酶解木质素或它的衍生物       5-80份，

苯酚                        10-95份，

甲醛             5-80份，

碱性催化剂       0.05-5份

酸中和剂         0.05-5份

发泡剂           1-10份

其他添加剂       0-25份。

本发明的酶解木质素或它的衍生物改性酚醛发泡材料的制备方法，其特征在于：所述的制备步骤为：按照所述的原料配方用量：

a)预热苯酚使之熔化，将熔化的苯酚加入合成反应釜中，再添加酶解木质素或它的衍生物，加热到60-100℃、充分搅拌使之与苯酚混合均匀，备用；

b)将甲醛、碱性催化剂加到步骤a)的酶解木质素或它的衍生物与苯酚溶液中，充分搅拌使之完全溶解或通过加热使之完全溶解，混合均匀；

c)将上述步骤b)所形成的混合溶液搅拌、加热到80-100℃，维持60-90分钟；

d)加入酸中和剂中和，调节体系的PH值为6.7-7.0，减压脱去体系中的水分后倒出、冷却至室温；

e)加入发泡剂、其他添加剂后搅拌均匀，放入恒温箱加热70-90℃、发泡，得到酶解木质素或它的衍生物改性酚醛泡沫材料。

本发明的显著优点是：

(1)本发明采用的酶解木质素是从植物原料发酵制备功能性多糖或生物酒精的残渣中分离提取的木质素，提取过程没有经过高温、高压等工序，较好地保留了芳香环、羟基、甲氧基等活性基团，保留了天然木质素的化学活性，得到的酶解木质素纯度高，其灰分含量小于3％，制造成本大大低于其他溶剂法提取的木质素。

(2)本发明采用的由于酶解木质素是根据申请发明专利“酶解木质素的分离提取方法”，(国家发明专利申请号200410061438.7；)和“酶解木质素的有机分离提取方法”，(国家发明专利申请号2006101438894)的方法制得的一种新材料，酶解木质素是一种拥有苯丙烷结构单元所组成的多酚型高聚物，和酚醛树脂的相容性良好，同时酶解木质素较好地保留了天然木质素的化学活性。在一定的条件下，酶解木质素可以制得醛类、酚类、环氧类，异氰酸酯、胺类或卤化衍生物，也可以与其他单体形成接枝产物。可以根据对不同应用特征的酚醛泡沫材料改性的需要，挑选合适类型的酶解木质素或它的衍生物作为改性添加剂。