[发明专利]一种环氧化改性的木质素基聚氨酯胶黏剂

说明书

本发明提供一种环氧化改性的木质素基聚氨酯胶黏剂，属于生物质资源综合利用与高分子材料合成及其应用领域。该方法将木质素用作原料来制备聚氨酯胶黏剂，然后利用环氧氯丙烷对木质素中未反应的羟基进行环氧化改性，最后加入环氧固化剂进行固化成型。本发明将木质素在聚氨酯中进行改性，利用了木质素本身所具有的原生基团，通过环氧化改性进一步增加了胶黏剂的交联密度，对木质素用于胶黏剂的强度方面有着很大的改善。

技术领域

本发明涉及生物质资源综合利用与高分子材料合成应用领域，具体地讲就是以制浆造纸或生物炼制过程中的副产物——木质素为原料，经过逐步聚合，制备环氧化改性木质素基聚氨酯胶黏剂的方法。

背景技术

工业上，木质素主要来源于制浆造纸和生物炼制等一些纤维素利用产业的副产物，含量仅次于纤维素，是生物质资源的重要组成部分。木质素是一种高度支化的三维生物聚合物，在其内部及表面含有大量不同种类的官能团如羟基、羰基和羧基，这些基团的存在使得木质素替代石油基原料来制备胶黏剂变得可能。现阶段工业木质素的有效利用率严重不足，以木质素为原料制备胶黏剂，既可以解决废物处理的环保问题，又可以在保证产品质量的同时降低成本。

聚氨酯胶黏剂，可用于金属、玻璃、陶瓷、塑料、橡胶等材料的粘结，有着优异的粘合效果。并且以其良好的可调节性、优良的稳定性、极佳耐低温性能在工业中广泛应用。但传统的石油基聚氨酯胶黏剂成本较高，且在耐热性方面有待提高。将木质素作为原料之一制备聚氨酯胶黏剂，可大大降低产品成本、提高产品耐热度，并且在生物可降解方面有着优异的表现。但是在高木质素含量的聚氨酯胶黏剂往往在强度方面存在一定的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高木质素含量的胶黏剂及其制备方法，通过对胶黏剂结构中的木质素进行环氧化改性，以增强高木质素含量时胶黏剂的黏结效果，解决上述现有问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种环氧化改性木质素基聚氨酯胶黏剂，包括甲组份和乙组分，所述甲组份和乙组分均为单独包装，使用时将甲组份与乙组分按质量比为1:(0.05～0.3)的比例混合均匀。

根据上文的技术方案，优选的情况下，所述甲组份由以下重量份的原料制备而成：

根据上文的技术方案，优选的情况下，所述甲组份的制备方法，包括如下步骤：

(1)按上述的比例，称取30～60重量份的多元醇和20～50重量份的木质素，在20～70℃下机械搅拌30min，混合均匀，得到粘稠混合物；

(2)称取5～30重量份二异氰酸酯，加入到步骤(1)中所得的粘稠混合物中，再加入0.01～0.05重量份催化剂A，在20～50℃下搅拌10～15min至反应体系中出现气泡为止，得到粘稠的膏状物；

(3)向步骤(2)中得到的粘稠的膏状物中加入20～70重量份环氧氯丙烷和0.2～5重量份催化剂B，并置于25～70℃水浴中加热，反应1～2h后，所得物质为甲组份。

步骤(3)中是以环氧氯丙烷为改性剂在碱性环境下(催化)对结构中的木质素进行改性。

根据上文的技术方案，优选的情况下，所述的甲组份中的多元醇为官能度为2～3、分子量为200～8000的液态或粘稠状的聚醚多元醇，或官能度为2～3、分子量为600～8000的液态或粘稠状的聚酯多元醇。

根据上文的技术方案，更为优选的情况下，所述的多元醇为分子量400～8000的聚丙二醇(PPG)，分子量200～800的聚乙二醇(PEG)，分子量为2000～6000的聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物(PPG-PEG-PPG)，分子量2000聚己内酯(PLC)，分子量600-2000的聚邻苯二甲酸一缩二乙二醇酯二醇，分子量1000-2000的聚邻苯二甲酸新戊二醇己二醇酯二醇中的一种或多种的混合物。