用于模塑料的木質素改性糠醛苯酚樹脂及其制備方法技術

本發明專利技術公開一種用于制備模塑料的木質素改性糠醛苯酚樹脂，其分子量范圍為１０００－１１０００，軟化點溫度為１０６℃－１３５．５℃，可通過如下方法來制備：將苯酚和堿催化劑混合，加熱到１４０℃－２００℃，再將糠醛滴加到反應體系中，發生反應得到糠醛苯酚樹脂，然后加入木質素，在１５０℃－２００℃下反應４－８ｈ至無水釋出為止，減壓蒸餾抽真空，制得木質素改性糠醛苯酚樹脂。本發明專利技術還公開了它的制備方法。本發明專利技術利用資源豐富的木質素部分替代苯酚制備酚醛樹脂，使成本顯著降低。本發明專利技術利用來源廣泛的糠醛完全代替甲醛生產酚醛樹脂，操作簡便，樹脂的機械性能較好，成本低。本發明專利技術用于制備模塑料，力學性能、耐熱性和絕緣性較高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種酚醛樹脂及其制備方法，尤其涉及一種。
技術介紹
由酚類化合物(主要是苯酚)和醛類化合物(主要是甲醛)在催化劑作用下縮聚而成的酚醛樹脂(PF)由于價格低廉、耐熱、耐燒蝕、阻燃、燃燒發煙少等廣泛應用于清漆、膠粘劑、涂料、膜塑料、層壓塑料、泡沫塑料、防腐蝕用膠泥以及離子交換樹脂等。酚醛樹脂的生產和使用會給環境帶來一定程度的污染，影響整個生態環境。在酚醛樹脂的生產中，產生大量的廢水，廢水中主要是酚類和醛類物質，由原料苯酚和甲醛產生，若含酚廢水不經處理就任意排放，對人類、魚類以及農作物都會帶來嚴重危害，而含酚廢水的處理會大大增加產品成本。同時由于石油價格猛漲，酚醛樹脂及相關行業面臨的難關是原料苯酚和甲醛價格大幅度提高，造成我國酚醛樹脂相關企業利潤急劇下降，嚴重影響酚醛樹脂行業的發展。甲醛到目前為止仍是最重要的并且常常作為酚醛樹脂的唯一的醛。但甲醛一般以低濃度的水溶液催在，保管和運輸困難，制備樹脂時脫水操作復雜而且造成成本較高，并容易造成污染。木質素是廣泛存在于植物體內的天然多酚類化合物。在自然界，木質素的儲量僅次于纖維素，而且每年都以500億噸左右的速度再生，制漿造紙工業每年要從植物中分離出1.4億噸纖維素，同時得到5000萬噸左右的木質素副產品，但迄今為止，超過95％的分離木質素仍直接排入江河污染環境或濃縮后燒掉。這不僅極大浪費了資源，也對環境造成了嚴重污染。木質素主要有碳、氫、氧三種元素組成，結構十分復雜，一般認為木質素由苯丙烷基通過碳氧鍵和碳碳鍵連接構成，共有三種基本結構(非縮合型結構)，即愈創木基結構、紫丁香基結構和對羥苯基結構。專利技術內容本專利技術的目的是提供一種環保、低成本、軟化點高、綜合性能好的用于制備模塑料的木質素改性糠醛苯酚樹脂機器制備方法，制備方法簡單，有效的利用了污染物木質素，成本低，用該原料制備的模塑料力學性能、絕緣性能好，成本低。本專利技術采用如下技術方案 一種用于模塑料的木質素改性糠醛苯酚樹脂，其分子量范圍為1000-11000，軟化點溫度為106℃-135.5℃，可通過如下方法來制備將苯酚和堿催化劑混合，加熱到100℃-150℃，再滴加糠醛到上述混合物中，滴加時間為1.5小時-3.5小時，滴加后再反應3.5小時-6.0小時，得到糠醛苯酚樹脂，然后加入木質素，在150℃-200℃下反應4小時-8小時至無水釋出為止，減壓蒸餾，制得木質素改性糠醛苯酚樹脂，其中，苯酚和堿催化劑的質量比為100∶(0.2～5)，苯酚和糠醛的摩爾比為1∶(1～3)，木質素與苯酚的質量比為(10～300)∶100。一種上述用于模塑料的木質素改性糠醛苯酚樹脂的制備方法，先將苯酚和堿催化劑混合，加熱到100℃-150℃，再滴加糠醛到上述混合物中，滴加時間為1.5小時-3.5小時，滴加后再反應3.5小時-6.0小時，得到糠醛苯酚樹脂，然后加入木質素，在150℃-200℃下反應4小時-8小時至無水釋出為止，減壓蒸餾，制得木質素改性糠醛苯酚樹脂，其中，苯酚和堿催化劑的質量比為100∶(0.2～5)，苯酚和糠醛的摩爾比為1∶(1～3)，木質素與苯酚的質量比為(10～300)∶100。上述技術方案中，所用的木質素為木材水解工業、造紙工業廢棄物中的稀酸水解木素、濃酸木素、硫酸鹽木素、堿木素、木素磺酸鹽、脫甲基化木質素或羥甲基化木質素中的一種。所用的堿催化劑是氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉或堿土金屬的氫氧化物中的一種。所用的堿催化劑優選氫氧化鈉或氫氧化鉀。所用的苯酚和堿催化劑量的質量比優選為100∶(1～2)。苯酚和糠醛的摩爾比優選為1∶(1-2)。木質素與苯酚的質量比優選為(50～200)∶100。本專利技術獲得如下技術效果1.本專利技術利用我國豐富的木質素資源部分替代苯酚制備酚醛樹脂，使生產成本顯著降低，同時降低了苯酚的用量，從而減少苯酚廢水的排放，從而降低了廢水處理成本，從而使得該生產方法環保，成本低。2.本專利技術利用糠醛完全代替甲醛生產酚醛樹脂，具有以下優點糠醛不含水，保管和運輸較甲醛經濟，制造樹脂時放水操作簡便，使減壓蒸餾抽水時間減少，樹脂收率較高，樹脂的機械性能較好，成本也低；另外，糠醛，又稱呋喃甲醛，是雜環類有機化合物，是以闊葉木材、油菜殼、棉籽殼、甘蔗渣、玉米芯、稻殼等可再生農林生物質資源為原料經水解得到的醛類物質，其反應活性很高，來源廣泛，成本較低。3.本專利技術利用糠醛完全替代甲醛制備酚醛樹脂，產品軟化點提高，樹脂的機械性能較好，成本降低； 3.本專利技術制備的木質素改性糠醛苯酚樹脂主要用于制備模塑料，其性能與普通苯酚-甲醛酚醛樹脂制備的模塑料相比，力學性能相當，耐熱性和絕緣性提高；與糠醛部分取代甲醛苯酚樹脂制備的模塑料相比，力學性能和耐熱性相當，而本專利技術的原料糠醛以及木質素均來源于天然物質，因而原料中無金屬離子，因而絕緣性提高。此外，同樣因為本專利技術的原料糠醛以及木質素均來源于天然物質，因而廢水排放少，廢水處理成本低，生產過程環保，成本較低。4.利用價格便宜的天然生物質資源代替或部分代替苯酚和甲醛等毒性較大的石油化工產品合成酚醛樹脂對生態環境的改善及酚醛樹脂相關行業的發展均有較大的促進作用。具體實施例方式實施例1一種用于模塑料的木質素改三性糠醛苯酚樹脂，其分子量范圍為1000-11000，例如1500，3000，5000，8000，10000，軟化點溫度為106℃-135.5℃，例如110℃，115℃，120℃，123℃，128℃，129℃，133℃，可通過如下方法來制備將苯酚和堿催化劑混合，加熱到100℃-150℃，例如溫度可以選取未110℃，120℃，130℃，132℃，138℃，142℃，146℃，149℃，再滴加糠醛到上述混合物中，滴加時間為1.5小時-3.5小時，反應時間可以選取為，1.6，1.9小時，2.1小時，2.3小時，2.5小時，2.7小時，2.8小時，3.2小時，3.4小時，滴加后再反應3.5小時-6.0小時，時間可以選取為，3.8小時，4.4小時，4.9小時，5.3小時，5.9小時，得到糠醛苯酚樹脂，然后加入木質素，在150℃-200℃下反應4小時-8小時至無水釋出為止，溫度可以為155℃，170℃，185℃，192℃，197℃，時間可以選取為4.5小時，5小時，5.6小時，6.5小時，7.3小時，7.8小時，減壓蒸餾，減壓蒸餾條件為1.33kPa、150-160℃，抽真空的時間為2h，制得木質素改性糠醛苯酚樹脂，其中，苯酚和堿催化劑的質量比為100∶(0.2～5)，例如可以選取為100∶0.3，100∶0.5，100∶0.8，100∶1.2，100∶2.3，100∶3.3，100∶4.3，100∶4.8，苯酚和糠醛的摩爾比為1∶(1～3)，例如可以選取為1∶1.2，1∶1.4，1∶2，1∶2.5，1∶2.8，木質素與苯酚的質量比為(10～300)∶100，例如可以選取為20∶100，60∶100，120∶100，180∶100，220∶100，250∶100，280∶100。實施例2一種木質素改性糠醛苯酚樹脂的制備方法，將苯酚和堿催化劑混合，加熱到100℃-150℃，例如溫度可以選取未110℃，120℃，130℃，132℃，138℃，142℃，146℃，149℃，再滴加糠醛到上本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于模塑料的木質素改性糠醛苯酚樹脂，其特征在于，其分子量范圍為１０００－１１０００，軟化點溫度為１０６℃－１３５．５℃，可通過如下方法來制備：將苯酚和堿催化劑混合，加熱到１００℃－１５０℃，再滴加糠醛到上述混合物中，滴加時間為１．５小時－３．５小時，滴加后再反應３．５小時－６．０小時，得到糠醛苯酚樹脂，然后加入木質素，在１５０℃－２００℃下反應４小時－８小時至無水釋出為止，減壓蒸餾，制得木質素改性糠醛苯酚樹脂，其中，苯酚和堿催化劑的質量比為１００∶（０．２～５）， 苯酚和糠醛的摩爾比為１∶（１～３），木質素與苯酚的質量比為（１０～３００）∶１００。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：周永紅，張猛，胡立紅，李書龍，
申請(專利權)人：中國林業科學研究院林產化學工業研究所，
類型：發明
國別省市：84[中國|南京]