一種酶解木質(zhì)素改性酚醛樹(shù)脂的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種酶解木質(zhì)素改性酚醛樹(shù)脂的制備方法，包括如下步驟：1）融化的苯酚和堿溶液充分混合制成苯酚堿溶液，將酶解木質(zhì)素加入到苯酚堿溶液中進(jìn)行充分混合溶解制混合反應(yīng)液；2）混合反應(yīng)液與甲醛進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，減壓蒸餾脫水，并通過(guò)換熱器降至室溫。該方法利用酶解木質(zhì)素部分替代苯酚，制備木質(zhì)素改性酚醛樹(shù)脂。不僅替代了部分石油化工產(chǎn)品，降低生產(chǎn)成本，而且充分利用生物資源，實(shí)現(xiàn)了酚醛樹(shù)脂由完全的石油化工產(chǎn)品向生物基產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專(zhuān)利摘要】本專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了，包括如下步驟：1）融化的苯酚和堿溶液充分混合制成苯酚堿溶液，將酶解木質(zhì)素加入到苯酚堿溶液中進(jìn)行充分混合溶解制混合反應(yīng)液；2）混合反應(yīng)液與甲醛進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，減壓蒸餾脫水，并通過(guò)換熱器降至室溫。該方法利用酶解木質(zhì)素部分替代苯酚，制備木質(zhì)素改性酚醛樹(shù)脂。不僅替代了部分石油化工產(chǎn)品，降低生產(chǎn)成本，而且充分利用生物資源，實(shí)現(xiàn)了酚醛樹(shù)脂由完全的石油化工產(chǎn)品向生物基產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換。【專(zhuān)利說(shuō)明】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于酚醛樹(shù)脂
，具體涉及ー種酶解木質(zhì)素改性酚醛樹(shù)脂的制備方法。
技術(shù)介紹
酚醛樹(shù)脂以苯酚和甲醛為主要原料合成，具有良好的耐熱性、耐寒性、耐磨性、電絕緣性、耐高溫蠕變性、尺寸穩(wěn)定性和較高的機(jī)械強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、電子、機(jī)械、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的酚醛樹(shù)脂生產(chǎn)快速發(fā)展。從原材料、生產(chǎn)模式到品種、品質(zhì)都發(fā)生了很大的變化，酚醛樹(shù)脂的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)展。主要來(lái)源于石油化工產(chǎn)業(yè)的苯酚，隨著石油資源的巨大消耗和短缺，價(jià)格不斷攀升，造成酚醛樹(shù)脂的原料成本不斷増加。目前大部分的木質(zhì)素用于焚燒，其資源得不到高效的利用同時(shí)造成環(huán)境污染。因此高值化利用酶解木質(zhì)素于化工領(lǐng)域制備生物基復(fù)合材料不僅可以替代石油化工產(chǎn)品，減少石油化學(xué)品德消耗，緩解能源危機(jī)同時(shí)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。將含有木質(zhì)素的玉米秸桿(玉米芯)資源高值轉(zhuǎn)化不僅可以增加了農(nóng)民的收入，帶動(dòng)了農(nóng)業(yè)的發(fā)展，減少了勞動(dòng)就業(yè)壓力，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)了良好的社會(huì)效益和生態(tài)效益。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的是提供，該方法利用酶解木質(zhì)素部分替代苯酚，制備木質(zhì)素改性酚醛樹(shù)脂。不僅替代了部分石油化工產(chǎn)品，降低生產(chǎn)成本，而且充分利用生物資源，實(shí)現(xiàn)了酚醛樹(shù)脂由完全的石油化工產(chǎn)品向生物基產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換；開(kāi)辟了以石油化學(xué)品等不可再生資源為基礎(chǔ)的化工材料向可循環(huán)利用、可再生的生物基材料產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變新路徑。本專(zhuān)利技術(shù)提供，包括如下步驟:I)融化的苯酚和堿溶液充分混合制成苯酚堿溶液，將酶解木質(zhì)素加入到苯酚堿溶液中進(jìn)行充分混合溶解制得混合反應(yīng)液；2)混合反應(yīng)液與醛類(lèi)化合物進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，減壓蒸餾脫水，并通過(guò)換熱器降至室溫。所述的堿溶液為10-30%的堿金屬氫氧化物溶液或氨水；所述的堿金屬氫氧化物選自氫氧化鈉、氫氧化鈣或氫氧化鎂。步驟I)中所述的堿溶液添加的堿金屬氫氧化物固體或氨水和苯酚的混合比例為1:16-25，混合溫度為60-100。。。步驟I)所述酶解木質(zhì)素為酶解產(chǎn)物的干燥粉末與水的混合物或酶解反應(yīng)的中產(chǎn)物；所述的酶解反應(yīng)中中產(chǎn)物為酶解木質(zhì)素的堿性溶液半成品；所述的酶解產(chǎn)物干燥粉末與水混合物是按照質(zhì)量比1:1-2配比攪拌而成。步驟I)中所述的酶解木質(zhì)素和苯酚堿溶液的比例為1:3-10，溶解溫度為70-100°C。步驟2)中所述的步驟2)所述的醛類(lèi)化合物為脂肪醛；所述脂肪醛選自甲醛、こ醛、丙醛；加入濃度為35%-40%，加入量為反應(yīng)體系物質(zhì)干重的30-70%。步驟2)中所述的反應(yīng)溫度為80_85°C，反應(yīng)時(shí)間為50-90分鐘。步驟2)所述的換熱器為列管換熱器。本專(zhuān)利技術(shù)所述的酶解木質(zhì)素，其利用生物法酶解半纖維素制備功能性低聚糖后廢棄的富含木質(zhì)素和纖維素的糖渣為原料，制備酶解木質(zhì)素粗品，再經(jīng)過(guò)改性制備活性酶解木質(zhì)素；按照本公司專(zhuān)利技術(shù)一一種高活性酶解木質(zhì)素的制備方法(申請(qǐng)?zhí)?01210557045.X)，可以制備酶解產(chǎn)物的干燥粉末或酶解木質(zhì)素的堿性溶液半成品。本專(zhuān)利技術(shù)中酶解木質(zhì)素是從微生物酶解生物質(zhì)材料利用半纖維素和纖維素制備功能糖和新能源后的廢渣為原料提取制備的功能性木質(zhì)素。由于功能糖、新能源制備過(guò)程中采用生物酶解技術(shù)，反 應(yīng)條件溫和，木質(zhì)素天然結(jié)構(gòu)未破壞保留了豐富的苯環(huán)、酚羥基和醚鍵等結(jié)構(gòu)，保留了良好的化學(xué)活性官能團(tuán)。酶解木質(zhì)素分子中的酚羥基和醛基可以在一定條件下與苯酚、甲醛發(fā)生反應(yīng)形成木質(zhì)素/酚醛樹(shù)脂，從而可以代替部分苯酚，減少石油資源的消耗，同時(shí)酶解木質(zhì)素可作為甲醛捕捉劑，降低樹(shù)脂中游離甲醛的含量。酶解木質(zhì)素有較強(qiáng)的甲醛捕捉性能，通過(guò)酶解木質(zhì)素改性后的酚醛材料制品其甲醛釋放量大大降低，是一種環(huán)保的生物化工復(fù)合材料。制備過(guò)程中可以直接使用木質(zhì)素制備過(guò)程中的堿性液體半成品，減少木質(zhì)素干燥成本的同時(shí)減低了氫氧化鈉等堿液的使用量。生物可降解材料部分替代石油化學(xué)品減少能源危機(jī)的同時(shí)避免了化學(xué)制品廢棄物的污染。【具體實(shí)施方式】根據(jù)實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)作進(jìn)ー步的說(shuō)明。實(shí)施例1I)、將苯酚投入苯酚融化罐中，緩慢升溫至45°C — 50°C使其融化；在堿液調(diào)節(jié)罐中調(diào)節(jié)氫氧化鈉堿液質(zhì)量濃度為20%準(zhǔn)備進(jìn)入下ーエ序。2)、向反應(yīng)爸中加入0.3噸氫氧化鈉溶液(干基為0.06噸),后加入1.3噸預(yù)熱好的苯酚，開(kāi)始升溫至60°C，攪拌均勻；3)、將0.16噸酶解木質(zhì)素慢慢加入攪拌均勻的苯酚堿液中；4)、在攪拌的條件下升溫75°C進(jìn)行溶解，開(kāi)啟反應(yīng)釜冷凝裝置，將1.02噸35%的甲醒溶液緩慢加入到反應(yīng)器中；升溫80°C保溫反應(yīng)50min。5)、反應(yīng)完畢，減壓蒸餾脫水至所需粘度，趁熱出料并經(jīng)過(guò)列管換熱迅速降溫至室溫。 pHI粘度(mPa.s)I游離醛含量/%10.27728.130.08.實(shí)施例2I)、將苯酚投入苯酚融化罐中，緩慢升溫至45°C -50°C使其融化；在堿液調(diào)節(jié)罐中調(diào)節(jié)氫氧化鈣堿液質(zhì)量濃度為10%準(zhǔn)備進(jìn)入下ーエ序。2)、向反應(yīng)釜中加入0.6噸氫氧化鈣溶液(干基0.075噸)，后加入1.2噸預(yù)熱好的苯酚，開(kāi)始升溫至80°C，攪拌均勻；3)、將0.2噸酶解木質(zhì)素慢慢加入攪拌均勻的苯酚堿液中；4)、在攪拌的條件下升溫100°C進(jìn)行溶解，開(kāi)啟反應(yīng)釜冷凝裝置，將0.59噸40%的丙醒溶液緩慢加入到反應(yīng)器中；升溫85°C保溫反應(yīng)70min。5)、反應(yīng)完畢，減壓蒸餾脫水至所需粘度，趁熱出料并經(jīng)過(guò)列管換熱迅速降溫至室溫。【權(quán)利要求】1.，其特征是，包括如下步驟: 1)融化的苯酚和堿溶液充分混合制成苯酚堿溶液，將酶解木質(zhì)素加入到苯酚堿溶液中進(jìn)行充分溶解制得混合反應(yīng)液； 2)混合反應(yīng)液與具有2-3個(gè)碳原子的脂肪醛進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，減壓蒸餾脫水，并通過(guò)換熱器降至室溫。2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是:步驟I)所述的堿溶液為10-30%的堿金屬氫氧化物溶液或氨水。3.如權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征是:所述的堿金屬氫氧化物選自氫氧化鈉、氫氧化鈣或氫氧化鎂。4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是:步驟I)所述的所述的堿溶液添加的堿金屬氫氧化物固體或氨水和苯酚的混合比例為1:16-25，混合溫度為60-100°C。5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是:步驟I)所述酶解木質(zhì)素為酶解產(chǎn)物的干燥粉末與水混合物或酶解反應(yīng)的中產(chǎn)物。6.如權(quán)利要求1或5所述的制備方法，其特征是:所述的酶解反應(yīng)中產(chǎn)物為酶解木質(zhì)素的堿性溶液半成品；所述的酶解產(chǎn)物干燥粉末與水混合物是按照質(zhì)量比1:1-2配比攪拌而成。7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是:步驟I)所述的酶解木質(zhì)素和苯酚堿溶液的比例為1:3-10，溶解溫度為70-100。。。8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是:步驟2)所述的具有2-3個(gè)碳原子脂肪醛選自こ醛、丙醛；加入濃度為35%-40%，加入量為反本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種酶解木質(zhì)素改性酚醛樹(shù)脂的制備方法，其特征是，包括如下步驟：1）融化的苯酚和堿溶液充分混合制成苯酚堿溶液，將酶解木質(zhì)素加入到苯酚堿溶液中進(jìn)行充分溶解制得混合反應(yīng)液；2）混合反應(yīng)液與具有2～3個(gè)碳原子的脂肪醛進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，減壓蒸餾脫水，并通過(guò)換熱器降至室溫。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：程少博，鮑文娟，陳小剛，姜順晨，覃樹(shù)林，肖林，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：山東龍力生物科技股份有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：