[发明专利]一种木质素改性酚醛泡沫的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种树脂及其制备方法，尤其是涉及一种木质素改性酚醛泡沫的制备方法。

背景技术

木质素是一种广泛存在于植物体中的无定型的、分子结构中含有氧代苯丙醇。木质素是由聚合的芳香醇构成的一类物质，存在于木质组织中，主要作用是通过形成交织网来硬化细胞壁。木质素主要位于纤维素纤维之间，在本木植物中，木质素占25％，是世界上第二位最丰富的有机物。

木质素分子中含有酚羟基和醛基等反应基团，可以在一定条件下与苯酚，甲醛。尿素等多种原料反应制备木质素基酚醛树脂，同时木质素具有一定的甲醛吸附，可降解树脂中游离醛含量，另外木质素分子链中含有大量的苯环结构，在树脂合成中可以取代部分苯酚。

木质素的分子量较高，木质素本身苯环的取代基位较大，因此不能有效的与酚醛树脂发生反应。可发性的酚醛树脂活性高，然而木质素的分子量大，活性低，木质素直接加入可发性酚醛树脂中会降低酚醛树脂的活性，提高了其发泡的难度。从而解决木质素活性低的特性成为关键。

中国专利CN102936323A公开了木质素酚醛树脂的制备方法及木质素酚醛树脂泡沫的制备方法，首先将木质素、酚类化合物和亲核试剂混合、反应得到木质素酚化物；然后调节其pH值至碱性，并与醛混合、反应得到木质素酚醛树脂。将得到的木质素酚醛树脂与发泡剂、固化剂和表面活性剂混合，发泡固化即可得到木质素酚醛树脂泡沫。但该技术中，木质素酚化阶段，所添加的木质素为纤维状，对液体的吸湿性很强，所以添加量有限，大约在25％(对苯酚的质量比)，虽然经过了酚化处理，但是最终合成的酚醛树脂的活性依旧不是很高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种木质素添加合成酚醛树脂便捷，树脂的活性高，通过发泡制得的酚醛泡沫各项性能指标均符合相关标准的木质素改性酚醛泡沫的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种木质素改性酚醛泡沫的制备方法，采用以下步骤：

(1)木质素酚化处理：

a、按照以下组分及重量份含量备料：苯酚100、木质素8-12、木质素磺酸盐15-30、催化剂1～5、添加剂1～2、稀释剂10～20；

b、将木质素与稀释剂进行混合后，加入到反应釜中，通过先将木质素和稀释剂进行混合，有效的解决加入苯酚后整个溶液成糊状的问题，然后依次加入苯酚、木质素磺酸钠、催化剂及添加剂，在高温条件下反应3～5h后降温，制备得到酚化的木质素；

(2)木质素改性可发性酚醛树脂的制备：

a、按照以下组分及重量份含量备料：酚化的木质素100、甲醛50～60、催化剂1～5、阻燃剂5～15；

b、将酚化的木质素、甲醛、催化剂先匀速搅拌使其混合均匀，然后置于90℃条件下恒温反应1～3h，然后加入阻燃剂，降温后得到可发性酚醛树脂；

(3)木质素改性酚醛泡沫的制备：

a、按照以下组分及重量份含量备料：可发性酚醛树脂200、发泡剂12～20、固化剂30～40、匀泡剂2～4；

b、将可发性酚醛树脂、发泡剂、匀泡剂、固化剂混合后，高速搅拌，倒入模具中进行发泡，即得到木质素改性酚醛泡沫。

步骤(1)中所述的木质素磺酸盐为木质素磺酸钙或木质素磺酸钠，所述的催化剂为碱性催化剂，可以是氢氧化钠、氢氧化钡或氢氧化钾，所述的添加剂为双氧水，所述的稀释剂为工业用水。

步骤(1)中高温条件的温度为100～120℃。

步骤(2)中所述的甲醛为96wt％的固体甲醛，所述的催化剂为弱碱催化剂，可以是氨水或乙醇胺，所述的阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、氧化镁的一种或几种。

步骤(3)中所述的发泡剂为正戊烷，所述的固化剂为对甲苯磺酸、苯酚磺酸、硫酸、磷酸、水按重量比为30～40∶40∶20∶20∶30～40混合而成，所述的匀泡剂为(请补充二甲基硅油和吐温80按质量比为1∶1构成的混合物。

与现有技术相比，本发明添加的木质素和木质素磺酸盐，总量可达到50％左右，大大降低了酚醛树脂的成本。木质素的添加量在10％左右，木质素磺酸盐添加量在40％左右。首先，木质素磺酸盐是木浆与二氧化硫水溶液和亚硫酸盐反应的产物，呈细粉状，容易添加；其次，木质素磺酸盐是木浆经过化学处理过的产物，反应活性比木质素高很多，反应过程中也能加速木质素的降解，最终制备的酚醛树脂具有很高的活性。具有以下优点：

一、木质素酚化后合成的酚醛树脂具有较高的活性，加入固化剂，发泡剂，匀泡剂后可以发泡制得优质的酚醛泡沫。