[发明专利]酶解木质素或它的衍生物改性热熔型酚醛树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子热塑型材料制备领域，更具体涉及一种酶解木质素或它的衍生物改性热熔型酚醛树脂及其制备方法。

背景技术

酚醛树脂，是一种常用的高分子材料，它具有成本低，容重軽、阻燃性好、加工性好等特点，在许多行业中得到广泛应用。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，传统的酚醛树脂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，难以制备热熔型酚醛树脂。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，在材料科学与工程领域将有较大的应用价值。因为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热熔型酚醛树脂及制备方法；该酚醛树脂的原料配方科学合理，原料中将可再生生物资源充分利用，既解决了现有技术从造纸“黑液”中提取木质素磺酸盐所带来的缺陷，又可以降低采用苯酚制备热熔型酚醛树脂的成本；并且制备过程工艺简单、容易实施，而且对酚醛树脂的改性效果良好，具有显著的经济价值。

本发明的酶解木质素或它的衍生物改性热熔型酚醛树脂，所述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         1-55份，

酚                             80-135份，

醛                             55-98份，

催化剂            0.001-0.5份，

改性添加剂        0-20份

本发明的酶解木质素或它的衍生物改性热熔型酚醛树脂的制备工艺为：

1)先将酚加热熔化，在反应釜中按配比先加入酚，再把预定量的酶解木质素在酸性催化剂条件下溶解于酚中，加热搅拌0.5-0.8h；

2)加入醛，加热使缩聚反应维持在90℃左右，反应1.5-2.5h；

3)根据需要添加改性助剂，并搅拌15-20分钟使之均匀；

4)减压脱水以除去水等小分子物质，减压条件是350-680mmHg，95-115℃，1.5-2小时，最后把树脂加热到125-130℃倒出，得到黑色的酶解木质素改性的热塑性酚醛树脂，粉碎后树脂呈棕色。

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秸杆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％，远远低于木质素磺酸钙。酶解木质素的原料是植物原料发酵后的废弃残渣，制造成本较低。

(2)由于酶解木质素是根据申请发明专利200410061438.7的方法制得的一种材料，这种木质素的重均分子量低于2500，它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，或卤化衍生物，可以根据不同类型热熔型酚醛树脂的需要，挑选合适类型的酶解木质素或它的衍生物进行改性。

(3)酶解木质素及其衍生物作为改性的热塑性酚醛树脂的重要原料可以减少石油化工产品苯酚的用量，可以充分利用木质素可再生资源，有利于可持续发展。

(4)酶解木质素及其衍生物在改性的热塑性酚醛树脂中的添加量可根据改性的热塑性酚醛树脂制品性能的需要决定，一般可在5％-25％之间，其结果大大改善了改性的热塑性酚醛树脂的性能，与传统造纸业得到的木质素磺酸盐或碱木素相比，酶解木质素及其衍生物改性的热塑性酚醛树脂不仅加工工艺简单、容易实施，而且可以降低生产成本，提高产品的竞争力。

(5)酶解木质素及其衍生物改性的热塑性酚醛树脂在制备过程中可以根据材料设计性能的需要选择酶解木质素的衍生物改性的热塑性酚醛树脂。

具体实施方式

原料配方：按照重量份数