[发明专利]生物酶改性天然生漆组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学修饰生物酶改性天然生漆组合物及其制备方法，具体涉及非离子表面活性剂修饰生物酶改性天然生漆组合物及其制备方法。该组合物是由非离子表面活性剂对生物酶进行化学修饰，然后采用修饰生物酶改性天然生漆而获得的。

背景技术

漆树是我国的重要珍稀植物资源，我国漆树资源十分丰富，在中西部地区均有广泛分布。从漆树皮层采集的天然高分子材料——生漆是一种重要的生态材料，产量占世界总产量的85%，被誉为“涂料之王”。生漆主要由漆酚、漆酶、树胶质、糖蛋白以及水分、金属离子等生化物质组成，是一个天然的无溶剂反相微乳液系统，生漆是一种优质的天然涂料，可直接髹饰器物、家具、工艺品以及保护金属材料，生漆的几千年的使用历史证明，生漆作为涂料具有优异的耐磨、耐酸、耐溶剂、耐热、防水和绝缘性好、富有光泽等特性。但是天然生漆也存在诸多弊端，天然生漆干燥成膜对环境条件（温度、湿度等）要求比较高，漆膜色深、耐碱性差、粘度大、对金属附着力不好、人体皮肤容易过敏、不易施工等。这些缺点限制了生漆在现代工业中的应用及推广。因此，对生漆进行改性是提高生漆使用性能、充分利用漆树这一可再生资源的有效途径。

目前对生漆的改性主要是化学改性。漆酚与甲醛进行缩合反应制备漆酚缩甲醛树脂是我国生漆改性的开端（化工部华北化工设计分院.涂料工业生产技术经验，北京：化学工业出版社，1960），其产品已得到实际应用，其机理类似苯酚与甲醛制备酚醛树脂。漆酚与金属发生氧化还原反应和配位反应生成螯合物，进一步合成为兼具螯合物特点和生漆固有性能的漆酚金属高聚物。徐艳莲等（徐艳莲等，漆酚钼螯合高聚物的合成及表征，高分子学报，2000，(3):257-261)采用漆酚与四氯氧化钼反应制得兼具螯合物特点和生漆固有性能的漆酚钼螯合高聚物，该高聚物具有很好的热稳定性，其耐热性能比生好。胡炳环等（胡炳环等，新型漆酚钛螯合高聚物防腐蚀涂料中试研究，林产化学与工业，1998,18(1):17-22）制备的新型漆酚钛螯合高聚物防腐蚀涂料，机械性能、耐化学介质腐蚀性能等性能改善。唐洁渊等(唐洁渊等，电化学聚合漆酚钐配合物的研究，高分子学报，2001，（6）：740-745)利用电化学方法合成的聚合漆酚(EPU)与氯化钐的异丙醇溶液作用，得到聚合漆酚钐配合物(EPU-Sm³⁺)，耐热性能大幅提高。尽管通过化学改性可以在一定程度改善天然生漆的性能，但生漆本身存在的缺陷并未从根本上解决，同时化学改性过程中采用有机溶剂等容易导致环境污染，因此，采用环境友好的生物技术改性天然生漆、并从根本上改善其性能是提高天然生漆的附加值和扩大其应用范围的必然选择。张飞龙等(张飞龙等，一种生漆的精制方法，申请号：200910219543.1)等采用生物蛋白(球蛋白、糖蛋白、牛血清蛋白、水溶性多肽、丝胶蛋白)调控漆酶催化微环境，调节生漆的流变性，从而达到生漆漆膜透明度高、附着力强和硬度高等。

JP2009017796A公开了一种聚亚烷基二醇改性漆酶，它是在活化剂例如N-羟基琥珀酰亚胺、N-羟基马来酰亚胺、1-羟基苯并三唑(1-hydroxy benzotriazole)或羰基二咪唑(carbonyl diimidazole)的活化酯存在下由漆酶与聚亚烷基二醇于15-25℃下进行偶联反应2-6小时而获得的，它用于生产2,6-二甲氧基苯酚二聚体，苯酚和萘酚。

发明内容

本发明针对天然生漆在使用过程中上述缺陷，发明一种生物酶改性天然生漆及其制备方法，采用非离子型表面活性剂(non-ionic surfactant，简称NIS)修饰生物酶，然后采用修饰生物酶催化天然生漆的成膜反应，并对涂膜性能进行测试。

根据本发明的第一个实施方案，提供非离子表面活性剂修饰生物酶改性的天然生漆组合物，其特征在于该它包括A组分和B组分：

其中A组分为天然生漆或天然生漆和桐油的预聚物；

B组分为化学修饰生物酶，所述化学修饰生物酶是用非离子表面活性剂(NIS)修饰的天然生物酶，用下式表示：

NIS－L－Q，

其中NIS是非离子表面活性剂的链段(segment)，L是连接基团或间隔基团(linker group or spacer group)，Q是天然生物酶；

B组分化学修饰生物酶的用量为A组分的1.0-15.0wt%，优选1.5-12.0wt%，优选2.0～10.0wt%，更优选3.0-8.0wt%，进一步优选3.5-7.0wt%。