[发明专利]嵌段共聚式热固性树脂和复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种嵌段共聚式热固性树脂和复合材料及其制备方法；所述嵌段共聚式热固性树脂的制备方法包括以下步骤：(1)往含有木质素或/和碱木质素的液体中加入醛类物质反应；(2)往多元胺溶液中加入醛类物质反应；(3)将步骤(2)反应得到的体系与步骤(1)反应得到的体系混合，继续反应；(4)将步骤(3)得到的体系进行固液分离，得到的固体为第一热固性树脂；(5)将步骤(4)得到的体系调节pH至3‑6，使其沉降析出固体，分离固体得到第二热固性树脂。本发明将木质素转化为新型热固性树脂，使木质素得到合理利用，变废为宝。

技术领域

本发明涉及热固性高分子材料技术领域，具体涉及一种嵌段共聚式热固性树脂和复合材料及其制备方法。

背景技术

木质素主要存在于木本植物、草本植物和维管植物中，木质素与纤维素和半纤维素是构成植物骨架的主要成份，其在自然界的数量是仅次于纤维素的天然有机物。估计每年全世界由植物生长可产生1500亿吨木质素。

目前，人们对于木质素的利用率却远远小于纤维素，全世界每年生产大约1.5-1.8亿吨工业木质素中只有不到2％被利用，木质素资源被大量浪费。尤其是造纸工业里排放的黑液含有大量的木质素，然而绝大部分是作为廉价燃料浓缩后烧掉或任意排放，不仅没有将里面的木质素重新利用，而且也带来了严重的环境污染。

此外，我国木质素产品绝大部分为粗产品，种类少，应用范围有限，大多作为建筑材料增加到混凝土中或用于农药分散剂、油田化学品、耐火材料粘合剂等，产品附加值低，尚未形成规模市场，用途并不广泛。

发明内容

本发明的目的是提供一种嵌段共聚式热固性树脂和复合材料及其制备方法，将木质素转化为新型热固性树脂，使木质素得到合理利用，变废为宝。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案：

本发明提供了一种嵌段共聚式热固性树脂的制备方法，包括以下步骤：

(1)往含有木质素或/和碱木质素的液体中加入醛类物质反应；

(2)往多元胺溶液中加入醛类物质反应；

(3)将步骤(2)反应得到的体系与步骤(1)反应得到的体系混合，继续反应；

(4)将步骤(3)得到的体系进行固液分离，得到的固体为第一热固性树脂。

作为优选的技术方案，所述含有木质素的液体为造纸黑液经碱回收后得到的液体或木质素溶于水得到的液体；所述含有碱木质素的液体为造纸黑液或者碱木质素溶于水得到的液体。

作为优选的技术方案，所述步骤(1)中，先将含有木质素或/和碱木质素的液体pH值调节至8-9，再加入醛类物质反应。

作为优选的技术方案，所述步骤(1)中，醛类物质为甲醛、乙醛和乙二醛中的至少一种，加入的醛类物质与木质素或/和碱木质素的重量比为0.5-0.6:1，反应温度为60-95℃。

作为优选的技术方案，所述步骤(2)中，醛类物质为甲醛、乙醛和乙二醛中的至少一种，多元胺为三聚氰胺、尿素、多氨基芳胺和脂肪胺中的至少一种，加入的醛类物质与多元胺的重量比为1.5-1.6:1，反应温度为60-95℃。

作为优选的技术方案，所述步骤(3)中，混合后多元胺与木质素或/和碱木质素的重量比为0.3-0.5:1，反应温度为60-95℃。

作为优选的技术方案，还包括以下步骤：(5)将步骤(4)得到的体系调节pH至3-6，使其沉降析出固体，分离固体得到第二热固性树脂。

本发明还提供了上述制备方法制备的第一热固性树脂和第二热固性树脂。

本发明还提供了一种复合材料，所述复合材料包括三聚氰胺甲醛树脂、所述的第一热固性树脂和所述的第二热固性树脂。