[发明专利]酶解木质素改性多元醇的配方与制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料制备领域，更具体的是涉及一种酶解木质素改性多元醇的原料配方与制备方法。

背景技术

随着人类对环境污染和资源危机等问题的认识不断深入，天然高分子所具有的可再生、可降解等性质日益受到重视。废弃物的资源化，是当代经济与社会发展的重大课题，也是对当代科学技术提出的新要求。

多元醇是合成聚氨酯树脂或醇酸树脂的主要原料之一。聚氨酯、醇酸树脂具有多种性能和用途，具有耐磨耗、耐油、耐化学腐蚀、耐射线辐射等优良性能，在纤维、弹性体、涂料、软硬泡沫塑料、人造革等领域有着广泛的应用。然而，不少聚氨酯、醇酸树脂制备的涂料、胶黏剂中存在的大量挥发性溶剂给环境造成了严重的污染；同时由于石油资源的日趋枯竭及其供给的不可靠性，严重影响了聚氨酯和醇酸树脂工业的发展。因此，寻求环境友好的、绿色的替代品，并使聚氨酯、醇酸树脂工业朝着可降解方向发展，显得尤为重要。

酶解木质素是把生物工程企业的废弃物——生物质原材料酶解制备酒精、功能性多糖或生物天然气的残渣经过分离、纯化得到的新型木质素，制造成本低于其他类型的溶剂型木质素，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改性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。但是由于本身结构的原因，酶解木质素的溶解性较差，利用酶解木质素替代部分多元醇制备聚氨酯、醇酸树脂时难以溶解，形成均相体系，直接影响木质素的推广、应用。

发明内容

本发明首次以酶解木质素为原料，提供了一种酶解木质素改性多元醇的原料配方与制备方法，解决了酶解木质素在不同多元醇体系中的液化难题，为扩大其在聚氨酯和醇酸树脂中的应用范围及其工业化的实现打下了基础。

本发明的技术方案如下：

（一）原料配方：

酶解木质素                              8-50份，

聚多元醇                                50-80份，

丙三醇                                  5-25份，

酸催化剂                                1-7份，

碱调节剂                                1-8份。

（二）制备工艺：

制备方法的具体工艺为：

a、聚多元醇作为主液化试剂，丙三醇作为辅助液化试剂，酸作为催化剂对酶解木质素进行液化。首先将这三者按上述的比例混合均匀，置于带有搅拌、测温装置的反应器中并预热至40-55℃；

b、搅拌下加入酶解木质素，升温至100-180℃，惰性气体保护下反应1.0-4.0h后终止；

c、加入碱调节剂调整溶液至pH＝7.0-7.5，再用透析膜去除无机盐；

d、减压蒸馏脱除体系中的水分，即得暗红色液体状酶解木质素改性多元醇。

本发明选用酶解木质素来制备改性多元醇。酶解木质素相比传统造纸业的木质素产品，在结构上含有更丰富的酚羟基，较好地保留了多种活性基团，具有更高的化学活性，为其制备改性多元醇提供了基础，更合理地利用可再生的生物资源，减少石油化学产品的消耗并降低合成高分子材料的成本。

该原料配方与制备方法将可再生生物资源酶解木质素充分利用，解决了酶解木质素溶解性差，影响它在高分子改性材料方面的应用，又可以降低多元醇的生产成本；并且加工工艺简单、容易实施，改性效果良好。

本发明的显著优点：

(1)本发明采用的酶解木质素是从生物质原材料经过微生物发酵、酶解制备功能性多糖、生物天然气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，在高分子材料改性领域有广阔的应用前景。

(2)本发明采用的酶解木质素是根据本发明的发明者获得授权的发明专利（授权号：ZL200510099747.8）制得的一种新材料，这种木质素的重均分子量低于3000，又较好地保留了天然木质素的化学活性，比其他种类的木质素更适合制备改性多元醇。酶解木质素的原材料是植物原料发酵后的废弃残渣，制造成本较低。