[发明专利]经活化的木质素组合物，用于其制造的方法以及其用途

说明书

本发明涉及经活化的木质素组合物，其制造方法以及其用途。本发明还涉及包括木质素的树脂，其制造和用途。

技术领域

本发明涉及经活化的木质素组合物，用于制造所述组合物的方法以及其在不同应用领域中的用途，比如在木材粘合剂(adhesive)、粘结剂(binder)和胶(glue)中。本发明还涉及用于粘合剂的制造的方法和粘合剂的用途。此外，本发明还涉及包括所述经活化的木质素的树脂、其制造和用途。

背景技术

木质素，一种芳族聚合物，为在例如木材中的主要成分，是地球上仅次于纤维素的最丰富的碳源。近年来，随着对以高度纯化的、固态的和特别指出的(particularized)形式从造浆工艺中提取木质素的技术的开发和商业化，其作为目前源自石油化学工业的主要的芳族化学前体的替代物已经引起显著的关注。

木质素作为多环芳烃(polyaromatic)网络已经当作制造苯酚-甲醛粘合剂期间的苯酚的合适的替代物被广泛地研究。这些在结构性木制品，比如胶合板、定向刨花板和纤维板的制造中被使用。在这样的粘合剂的合成期间，部分地被苯酚取代的木质素与甲醛在碱性或酸性的催化剂的存在下反应以形成高度交联的芳族树脂，称为线性酚醛树脂(novolacs，当使用酸性的催化剂时)或水溶性酚醛树脂(resoles，当使用碱性催化剂时)。目前，由于木质素的低反应性，仅有有限量的苯酚可被木质素取代。

“High Shear Homogenization of Lignin to Nanolignin and ThermalStability of Nanolignin-Polyvinyl Alcohol Blends”，NairSundeep.S等，ChemSusChem2014，7，3513–3520，DOI:10.1002/cssc.201402314，公开了木质素的高剪切处理。

WO2013144454进一步公开了使用热和碱活化木质素。

因此，仍需要提高木质素的反应性以便改进其作为在苯酚-甲醛树脂中的苯酚的替代物的性能。此外，需要使得处理木质素能够得到可用最小的燃烧和呼吸道危害的方式安全地被处理的组合物。

发明内容

本发明根据第一方面提供经活化的木质素组合物，比如以分散体的形式，其包括一种或多种含水的或水溶性分散剂和催化剂，以及木质素，比如碱木质素，其中所述木质素具有约0.1nm-约10000nm，且优选约100-约1000nm的范围内的平均粒径(particle size)。

本发明还根据第二方面提供根据第一方面的组合物在合成木材粘合剂比如木质素-酚(苯酚)-醛(甲醛)树脂中的用途。

本发明还根据第三方面提供用于制造根据第一方面的经活化的木质素组合物的方法，包括以下步骤:

i)提供木质素，比如碱木质素，

ii)加入一种或多种含水的或水溶性分散剂，比如水，

iii)加入基于碱金属的或酸性的催化剂，比如NaOH，

iv)任选地加入一种或多种取代和/或未取代的羟基苯化合物，比如苯酚，和

v)混合所述组分并且同时降低木质素的粒径，优选通过使用高剪切处理由此使所述组分经受高剪切和流动，因此提供了所述组合物。

本发明还根据第四方面提供，可通过根据第三方面的方法获得的分散体形式的组合物。

本发明还根据第五方面提供根据第四方面的组合物在可被用作木材粘合剂的木质素-酚醛树脂中的用途。

本发明还根据第六方面提供用于制造木质素-酚醛树脂的方法，包括以下步骤:

a)提供根据第一或第四方面的经活化的木质素组合物，