[发明专利]一种生物基环氧树脂的制备方法

说明书

本发明公开了一种生物基环氧树脂的制备方法，属于环氧树脂制备技术领域，将酶解木质素溶解于碱性溶液中后，再加入亚硫酸钠，搅拌加热后进行干燥得去甲基化酶解木质素；将去甲基酶解木质素、可再生水杨醇加至去离子水中继续加热搅拌，而后冷却到室温，用去离子水洗涤反应物，得到高活性多羟基酶解木质素；再将高活性多羟基酶解木质素、环氧氯丙烷加入至碱性溶液中加热搅拌，然后用蒸馏水进行若干次洗涤，减压蒸馏除去水和环氧氯丙烷，烘干后得到生物基环氧树脂。本发明采用的酶解木质素是从秸秆、玉米芯中制备生物燃料的残渣中提取得到，提取时酶解木质素未经过酸或碱的蒸煮，能够较好的保留了大量的原位活性基团，具有一定程度的化学活性。

技术领域

本发明属于环氧树脂制备技术领域，具体涉及一种生物基环氧树脂的制备方法。

背景技术

石油基环氧树脂具有强度高、刚性大、粘结强度优异等优点，所以在我国航空航天、道路建设、电子器件等领域中广泛应用，尤其是以双酚A为合成单体制备的石油基环氧树脂已占据了市场90％以上的份额。而双酚A石油基环氧树脂价格昂贵且属于不可再生资源，其中合成原料双酚A来源于石油，具有不可持续性、潜在生理毒性等痛点问题，这些问题一定程度地制约了环氧树脂的使用，更不利于目前倡导的可持续发展理念。

酶解木质素作为木质素的品种之一，拥有自然界唯一由芳香族骨架构成的绿色可持续来源，可从非粮生物质废弃物制备能源燃料残渣中获得。相较于木质素磺酸盐、碱木质素等其他种类木质素，酶解木质素未经过酸或碱的蒸煮，保留了大量的原位活性基团，为制备生物基环氧树脂提供基础。因此，生物基环氧树脂的制备对缓解化石能源、推动生物基材料发展具有重要的现实意义。

然而，现有技术采用木质素合成生物基环氧树脂存在以下问题：1、高沸醇木质素的提取需耗费大量醇溶液，成本较高，不利于绿色环保；2、常规改性对酶解木质素的羟基活性及含量提升有限，导致无法充分进行环氧化反应；3、合成得到的生物基环氧树脂环氧值不足，难以满足在各领域的使用。因此，开发一种新的生物基环氧树脂制备方法具有重要的现实意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生物基环氧树脂的制备方法，以解决现有的生物基环氧树脂不环保、环氧值不足的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生物基环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将酶解木质素溶解于碱性溶液中后，再加入亚硫酸钠，搅拌加热后进行干燥得去甲基化酶解木质素；

S2、将去甲基酶解木质素、可再生水杨醇加至去离子水中继续加热搅拌，冷却至室温后用去离子水洗涤反应物，得到高活性多羟基酶解木质素；

S3、再将高活性多羟基酶解木质素加入至碱性溶液搅拌至溶解，再加入环氧氯丙烷升温搅拌，将搅拌后的产品用蒸馏水洗涤若干次，再减压蒸馏除去水和未反应的环氧氯丙烷，烘干得生物基环氧树脂。

进一步地，所述酶解木质素、亚硫酸钠与可再生水杨醇的质量比为100:5-20:60-90。

进一步地，所述碱性溶液为氢氧化盐溶液，氢氧化盐溶液为氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化钾中的一种或三种的组合。

进一步地，所述碱性溶液为酶解木质素质量的15％-30％。

进一步地，所述环氧氯丙烷与高活性多羟基酶解木质素的质量比为10-60：5-80。

进一步地，所述步骤S1的加热温度为60℃-90℃，搅拌时间为20min-80min；所述步骤S2的加热温度为100℃-120℃，搅拌时间为30min-60min；所述步骤S3的加热温度为60℃-80℃，搅拌时间为3h-8h，

本发明的有益效果在于：