一种氨催化—热固化制备天然黑色素基树脂的方法技术

本发明专利技术属于生物基树脂制备技术领域，公开了一种通过氨催化—热固化制备天然黑色素基树脂的方法。该方法以天然黑色素作为主要原料，首先以稀氨水作为溶剂将天然黑色素溶解，加入醛类交联剂，在其中的氨的催化下回流反应，然后将回流装置改为减压蒸馏装置，于相同条件下减压回收多余的交联剂和氨水，出料后进一步热固化和干燥处理得到天然黑色素基树脂。该方法中可以作为交联剂的醛类物质有甲醛、多聚甲醛、乙二醛、戊二醛、糠醛等。该方法所合成树脂为不溶性固体，可作为吸附剂用于环保、医药、化工等领域，作为合成原料的天然黑色素资源丰富、可再生、环境兼容性好，该发明专利技术是一种环保和可持续的树脂合成方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物基树脂制备方法
，具体涉及一种通过氨催化—热固化制备天然黑色素基树脂的方法。
技术介绍
合成树脂是一类重要的吸附剂，广泛用于环境、医药、化工等领域，然而目前生产中所使用的吸附树脂主要为以石油、煤炭、天然气等化石资源为原料的产品。而这些资源不具可再生性，正在日趋枯竭，因此需要研发原料来自可再生的生物质资源的生物基吸附树脂作为其替代品。黑色素（Melanin）是一类生物体内由酚类或吲哚类物质氧化聚合而成的结构复杂多样的高分子色素。天然黑色素资源丰富，来源广泛，在一些动物的毛发、眼睛、皮肤和内脏中，一些植物的果皮、种皮、叶子中以及一些真菌的子实体或孢子壁中含量较高，一些微生物还可以分泌黑色素。天然黑色素中含有羟基、氨基、羧基、羰基、苯环等多种官能团，对一些有机物和无机物有较强的吸附结合能力。天然黑色素无毒、环境兼容性好，以天然黑色素为原料制备吸附树脂不仅可以节约不可再生的石油、煤炭、天然气等资源，而且无毒、环境兼容性好。专利技术人此前公开了2种以天然黑色素为原料，以醛类物质为交联剂制备酚—醛型基础树脂的方法。第一种方法是在添加简单酚类物质的情况下，碱催化合成不溶性树脂（CN103232582B）；第二种方法是在添加或不添加简单酚类物质的情况下，先碱催化反应一定时间，然后改为酸催化反应至形成不溶性树脂（CN103214643B）。本专利技术对上述2项专利技术进行了改进，只需一步催化反应，而且不需要添加简单酚类物质即可形成不溶性树脂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种以天然黑色素为原料，不需另外添加简单酚类物质，通过氨催化—热固化制备天然黑色素基树脂的方法。上述目的通过以下技术方案予以实现。除非另有说明，本专利技术所采用的百分数均为质量百分数，份数为质量份数。一种氨催化—热固化制备天然黑色素基树脂的方法，包括以下步骤：（1）天然黑色素溶液制备：将100份天然黑色素放入反应器，加入2000～10000份浓度为0.02 mol/L～0.5 mol/L的氨水溶液，使色素充分溶解，制得天然黑色素溶液；（2）在制得的天然黑色素溶液中加入80～300份醛类交联剂，升温至50℃～100℃回流反应1小时～24小时，然后将回流装置改为减压蒸馏装置继续处理0.5小时～4小时以回收多余的交联剂和氨水，最后出料；（3）步骤（2）所得物料经150℃～220℃处理1小时～4小时，得到热固化且干燥的天然黑色素基树脂。所述的醛类交联剂为甲醛、多聚甲醛、乙二醛、戊二醛或糠醛中的一种或多种的任意组合。相对于现有技术，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术所制成的树脂为生物基产品，其原料——天然黑色素资源丰富，具有可再生性，合成过程不需要添加简单酚类物质，降低了使用简单酚类物质对环境带来的污染以及可以降低树脂生产对石油、煤炭、天然气等化石资源的依赖，是一种环保和可持续的树脂合成方法；2、该方法将多余交联剂和氨水回收与氨催化反应有机衔接，干燥与热固化一步完成，工艺简单，所合成树脂为不溶性固体，可作为吸附剂用于环保、医药、化工等领域。附图说明图1为本专利技术通过氨催化—热固化制备天然黑色素基树脂的工艺流程图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。但附图和实施例仅仅用于理解本专利技术，并不是对本专利技术技术方案的限定。实施例1如图1所示，取栗子壳色素10 g放入反应器，加入200 mL浓度为0.2 mol/L的氨水溶液，使色素充分溶解，再加入25 mL浓度为37%的甲醛，升温至100℃回流反应1小时，然后将回流装置改为减压蒸馏装置继续处理0.5小时，出料并于150℃鼓风干燥处理4小时得到天然黑色素基树脂。实施例2如图1所示，取栗子壳色素10 g放入反应器，加入250 mL浓度为0.1 mol/L的氨水溶液，使色素充分溶解，然后加8 g多聚甲醛，升温至50℃回流反应24小时，然后将回流装置改为减压蒸馏装置继续处理10小时，出料并于170℃鼓风干燥处理3小时得到天然黑色素基树脂。实施例3如图1所示，取文冠果种皮黑色素10 g放入反应器，加入250 mL 浓度为0.2 mol/L的氨水溶液，使色素充分溶解，再加入10 mL浓度为37%的甲醛和26 mL浓度为99%的糠醛，升温至90℃回流反应7小时，然后将回流装置改为减压蒸馏装置继续处理1小时，出料并于170℃鼓风干燥处理4小时得到天然黑色素基树脂。实施例4如图1所示，取文冠果种皮黑色素10 g放入反应器，加入250 mL浓度为0.2 mol/L的氨水溶液，使色素充分溶解，再加入40 mL浓度为40%的乙醛，升温至80℃回流反应8小时，然后将回流装置改为减压蒸馏装置继续处理2小时，出料并于170℃鼓风干燥处理3小时得到天然黑色素基树脂。实施例5如图1所示，取黑芝麻黑色素10 g放入反应器，加入1000 mL浓度为0.05 mol/L的氨水溶液，使色素充分溶解，再加入60 mL浓度为40 %的乙二醛，升温至70℃回流反应6小时，然后将回流装置改为减压蒸馏装置继续处理5小时，出料并于220℃鼓风干燥处理1小时得到天然黑色素基树脂。实施例6如图1所示，取乌贼墨10 g放入反应器，加入300 mL浓度为0.5 mol/L的氨水溶液，使色素充分溶解，再加入30 ml浓度为50 %的戊二醛，升温至100℃，回流反应2小时，然后将回流装置改为减压回收装置继续处理0.5小时，出料并于170℃鼓风干燥处理4小时得到天然黑色素基树脂。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氨催化—热固化制备天然黑色素基树脂的方法，包括以下步骤：（1）天然黑色素溶液制备：将100质量份天然黑色素放入反应器，加入2000～10000质量份的浓度为0.02 mol/L～0.5 mol/L的氨水溶液，使色素充分溶解制得天然黑色素溶液；（2）在制得的天然黑色素溶液中加入80～300 质量份的醛类交联剂，升温至50℃～100℃回流反应1小时～24小时，然后将回流装置改为减压蒸馏装置继续处理0.5小时～4小时以回收多余的交联剂和氨水，最后出料；（3）步骤（2）所得物料经150℃～220℃处理1小时～4小时，自然冷却后得到热固化且干燥的天然黑色素基树脂。

【技术特征摘要】
1.一种氨催化—热固化制备天然黑色素基树脂的方法，包括以下步骤：（1）天然黑色素溶液制备：将100质量份天然黑色素放入反应器，加入2000～10000质量份的浓度为0.02 mol/L～0.5 mol/L的氨水溶液，使色素充分溶解制得天然黑色素溶液；（2）在制得的天然黑色素溶液中加入80～300 质量份的醛类交联剂，升温至50℃～100℃回流反应1小时～24小...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚增玉，李根前，戚建华，王瑛，康海生，
申请(专利权)人：西南林业大学，
类型：发明
国别省市：云南;53