[发明专利]一种生物基环氧树脂固化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种生物基环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，将降解后的木质素与氨基酸缩合反应，得到氨基酸化木质素溶液，纳滤干燥得到氨基酸化木质素；将所得氨基酸化木质素与环氧树脂进行固化反应，即得生物基环氧树脂固化剂；

其中，所述的降解为酸解、热解和氢解中的任意一种；

其中，所述的酸解为将木质素与酸解催化剂在溶剂中进行酸解反应；其中，所述的酸解催化剂为氢溴酸和氢碘酸中的任意一种或两种组合；所述的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃中的任意一种或两种组合；木质素与溶剂的质量体积比为0.2~0.5 g/mL；酸解催化剂与木质素的质量比为（0.05~2）：1；反应的温度为70~110℃，反应时间为1~3 h；

其中，所述的热解为将木质素于140~200℃热解1~3 h；

其中，所述的氢解为将木质素置于溶剂中，加入催化剂，高压氢解反应；其中，所述的溶剂为甲醇和乙醇中的任意一种或两种组合；所述的催化剂为加氢金属负载的固体酸催化剂；木质素与溶剂的质量体积比为20~80 mg/mL；木质素与催化剂的质量比为1:（0.02~0.05），所述的高压反应为在2~6 MPa氢压，160~250 ℃下反应6~12 h；

其中，所述的缩合反应为以下三种方法中的任意一种：

方法一：降解后的木质素：甲醛：氨基酸：氢氧化钠：水按照100~200 g：30~150 g：0.5~2mol：120~200 g：1000 mL的用量比于50~90℃反应3~6 h；

方法二：（1）氨基酸与氯丙烷按照1:1的摩尔比溶于水中，于50~80℃反应3~7 h，得到氯醇中间体溶液；（2）向步骤（1）得到的氯醇中间体溶液中加入降解后的木质素和氢氧化钠于25~60℃下反应3~6 h；

步骤（1）中，氨基酸的浓度为0.2~2 mol/L；

步骤（2）中，氯醇中间体与降解后的木质素的摩尔质量比为（0.2~2）：（100~200） mol/g；氢氧化钠与木质素的质量比为1~2：1.2~2；

方法三：降解后的木质素：氨基酸：催化剂：脱水剂：溶剂按照100~200 g：0.5~2 mol：1~4 mol：1.5~3 mol：1000 mL的用量于70~100℃反应2~6 h；其中，所述的催化剂为浓硫酸或酰化试剂；所述的溶剂为无水N,N-二甲基甲酰胺或者无水四氢呋喃。

2.根据权利要求1所述的生物基环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，所述的固化反应为氨基酸化木质素与环氧树脂按照0.1~0.5:1的质量比混合，先于20~40℃下预固化2~4 h，再于100~120℃下固化2~3 h，最后于160~200℃下固化0.5~2 h。

3.权利要求1~2中任意一项所述的方法制备得到的生物基环氧树脂固化剂。