酶解木质素或它的衍生物改性酚醛发泡材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种酶解木质素或它的衍生物改性酚醛发泡材料及其制备方法；原料为：酶解木质素或它的衍生物，苯酚，甲醛，催化剂，酸中和剂，发泡剂，其他添加剂，制备为：苯酚预热熔化，再添加酶解木质素或它的衍生物，加热、充分搅拌，将甲醛、催化剂加到混合溶液，充分搅拌、加热，缩聚反应完成后加酸中和，减压脱去体系中的水分、加入发泡剂、其他添加剂后搅拌均匀，加热发泡，得到改性酚醛泡沫材料。本发明专利技术将可再生生物资源充分利用，解决现有技术的不足，降低原料成本；并可以根据不同需要，挑选合适的酶解木质素衍生物，改善了酚醛发泡材料的韧性，提高抗老化性能，改性效果好，且工艺简单、容易实施，可以降低生产成本，提高产品的竞争力。

Phenolic foam material modified by enzymolysis lignin or derivative thereof and preparation method thereof

The invention provides a method of enzymolysis lignin or its derivative preparation method of modified phenolic foam material and its preparation; raw materials: enzymolysis lignin or its derivative, phenol, formaldehyde, catalyst, acid neutralizing agent, foaming agent and other additives, preparation for phenol preheating melting, adding enzyme lignin or its derivatives, heating, stirring, formaldehyde, catalyst is added to the mixed solution, stirring, heating, condensation reaction after acid neutralization, remove moisture, decompression system adding foaming agent and other additives after mixing, foaming, modified phenolic foam material. This invention will make full use of renewable resources, solve the problem of existing technology, reduce the cost of raw materials; and according to the different needs, select suitable enzymolysis lignin derivatives, improved phenolic foam material toughness, improve the anti-aging properties, good modification effect, and the process is simple and easy to implement, can reduce the cost of production to improve the competitiveness of products.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建材工业保温节能材料领域，更具体涉及酶解木质素或它的衍生物改性酚醛 发泡材料及其制备方法。技术背景酚醛泡沫材料是由酚醛树脂发泡成型制得，是一种常用的保温材料，它具有导热系数低， 容重軽、阻燃性好、加工性好等特点，在建筑空调、工业保温中得到广泛应用。但是酚醛树 脂是以苯酚、甲醛为主要原料合成制得，苯酚是石油化工或煤化工的产物，随着这些矿物资 源的短缺，原料成本日益高涨，传统的酚醛泡沫材料生产面临可持续发展的困难。曾经有人 研究利用造纸黑液提取的木质素改性制备酚醛树脂胶粘剂(李爱阳等，"中华纸业"2006年 27巻第三期，76页)的报道，但是植物原料中的天然木质素的结构在传统造纸工艺过程受到 破坏，难以制备高性能的高分子改性材料，而且生产成本高。酶解木质素是植物原料发酵制 备功能性多糖或生物酒精的残渣中分离、纯化得到木质素酶解木质素的制备、提取过程也是 采用比较温和的工艺条件，较好地保留了天然木质素的活性，适合制备多种可以用于高分子 改性的木质素衍生物，能够替代部分石油化工产品(如聚氨酯，环氧树脂，橡胶塑料改性剂 等，在材料科学与工程领域将有较大的应用价值。酶解木质素是把生物工程企业的废弃物一 一植物原料发酵残渣经过分离、纯化得到的新型木质素，制造成本大大低于其他类型的溶剂 化木质素，酶解木质素的高附加值应用将实现可再生资源的有效利用，帮助生物工程企业增 加经济效益，同时利用酶解木质素及其衍生物制备复合材料，替代部分石油化工原料将产生 巨大的经济效益和社会效益。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种酶解木质素或其衍生物改性酚醛泡沫材料及其制备方法，该 原料配方中采用酶解木质素或它的tf生物，不仅可以再生生物资源充分利用，替代部分石 油化工原料苯酚所带来的缺陷，还可以降低酚醛泡沫材料的生产成本；制备过程工艺简单、 容易实施，有利于大规模生产，并且制成的酶解木质素改性酚醛泡沫材料产品保温性能优 良，韧性强，抗老化性能提高，改性效果好，性能优越。 本专利技术的酶解木质素或它的衍生物改性酚醛发泡材料，其特征在于所述发泡材料的原 料配方中各组分的重量份数如下酶解木质素或它的衍生物 5-80份，苯酚 10-95份，5-80份，碱性催化剂0.05-5份酸中和剂0.05-5份发泡剂1-10份其他添加剂0-25份。本专利技术的酶解木质素或它的衍生物改性酚醛发泡材料的制备方法，其特征在于所述的 制备步骤为按照所述的原料配方用量a) 预热苯酚使之熔化，将熔化的苯酚加入合成反应釜中，再添加酶解木质素或它的衍生物， 加热到60-10(TC 、充分搅拌使之与苯酚混合均匀，备用；b) 将甲醛、碱性催化剂加到步骤a)的酶解木质素或它的衍生物与苯酚溶液中，充分搅拌使 之完全溶解或通过加热使之完全溶解，混合均匀；c) 将上述步骤b)所形成的混合溶液搅拌、加热到80-100°C ，维持60-90分钟；d) 加入酸中和剂中和，调节体系的PH值为6.7-7.0，减压脱去体系中的水分后倒出、冷却至 室温；e) 加入发泡剂、其他添加剂后搅拌均匀，放入恒温箱加热70-9(TC、发泡，得到酶解木质素 或它的衍生物改性酚醛泡沫材料。本专利技术的显著优点是(1) 本专利技术采用的酶解木质素是从植物原料发酵制备功能性多糖或生物酒精的残渣中分 离提取的木质素，提取过程没有经过高温、高压等工序，较好地保留了芳香环、羟 基、甲氧基等活性基团，保留了天然木质素的化学活性，得到的酶解木质素纯度高， 其灰分含量小于3%，制造成本大大低于其他溶剂法提取的木质素。(2) 本专利技术采用的由于酶解木质素是根据申请专利技术专利"酶解木质素的分离提取方法"，(国家专利技术专利申请号200410061438.7:)和"酶解木质素的有机分离提取方法"， (国家专利技术专利申请号2006101438894)的方法制得的一种新材料，酶解木质素是一 种拥有苯丙烷结构单元所组成的多酚型高聚物，和酚醛树脂的相容性良好，同时酶 解木质素较好地保留了天然木质素的化学活性。在一定的条件下，酶解木质素可以 制得醛类、酚类、环氧类，异氰酸酯、胺类或卤化衍生物，也可以与其他单体形成 接枝产物。可以根据对不同应用特征的酚醛泡沫材料改性的需要，挑选合适类型的 酶解木质素或它的衍生物作为改性添加剂。(3) 酶解木质素或它的衍生物作为改性酚醛泡沫材料的重要原料可以改善发泡材料的力 学性能、比纯粹的酚醛泡沫材料有良好的改性效果。酶解木质素及其衍生物是网络状髙聚物，当它们和苯酚、甲醛发生化学反应之后，与酚醛材料之间形成交联的网 络结构，因此改善了酚醛泡沫材料的性能。(4) 酶解木质素及其衍生物的导热系数很小，非常适合制备保温材料，以它们作为原料 制备改性酚醛泡沫材料可以改善传统的酚醛泡沫材料的韧性，其改性效果可以通过 选择适当的衍生物进行调节。(5) 本专利技术的原料科学合理，可以再生生物资源充分利用，替代部分石油化工原料苯酚 所带来的缺陷，还可以降低酚醛泡沫材料的生产成本；制备过程工艺简单、容易实 施，有利于大规模生产，并且制成的酶解木质素改性酚醛泡沫材料产品保温性能优 良，韧性强，抗老化性能提高，改性效果好，性能优越。具体实施方式原料配方中各组分的重量份数如下-酶解木质素或它的衍生物 5-80份，苯酚 10-95份,甲醛 5-80份，碱性催化剂 0.05-5份酸中和剂 0.05-5份发泡剂 1-10份其他添加剂 0-25份。酶解木质素是采用溶剂法从木片，竹子或草木秸秆发酵制备乙醇和功能性多糖的残渣中 提取得到的新型天然高分子材料；酶解木质素衍生物是经过酶解木质素与醛类、环氧化合物、 异氰酸酯、酚类、卤化物的化学反应或酶解木质素与其他高分子单体接枝共聚形成的衍生物。碱性催化剂是氢氧化物或强碱弱酸盐类化合物中的一种或几种。发泡剂为烃类、卤代烃类发泡剂的一种或几种。其他添加剂是表面活性剂或调节发泡原料相容性的助剂或其他改善酚醛发泡材料性能的 添加剂、填充剂中的一种或几种。 制备步骤为按照所述的原料配方用量a) 预热苯酚使之熔化，将熔化的苯酚加入合成反应釜中，再添加酶解木质素或它的衍生物， 加热到60-10(TC 、充分搅拌使之与苯酚混合均匀，备用；b) 将甲醛、碱性催化剂加到步骤a)的酶解木质素或它的衍生物与苯酚溶液中，充分搅拌使 之完全溶解或通过加热使之完全溶解，混合均匀；c) 将上述步骤b)所形成的混合溶液搅拌、加热到80-100°C ，维持60-90分钟；d) 加入酸中和剂中和，调节体系的PH值为6.7-7.0，减压脱去体系中的水分后倒出、冷却至 室温；e) 加入发泡剂、其他添加剂后搅拌均匀，放入恒温箱加热70-9(TC、发泡，得到酶解木质素 或它的衍生物改性酚醛泡沫材料。原料来源所述的酶解木质素是由从木材、竹子、草木秸杆和果壳等农作物原料发酵制备酒精或功 能性多糖的残渣中提取得到的(详见中国专利技术专利，申请号200410061438.7 )。所述酶解木 质素的衍生物的原料为上述专利方法制得的酶解木质素，利用酶解木质素的活性基团与醛类， 酚类，卤化或与其他高分子单体接枝共聚所形成的衍生物。其制备方法采用如酶解木质素聚 氨酯的原料配方及其制备方法，国家专利技术专利申请号200610069531.1;酶解木质素环氧树脂 的原料配方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酶解木质素或它的衍生物改性酚醛发泡材料，其特征在于：所述发泡材料的原料配方中各组分的重量份数如下：酶解木质素或它的衍生物５－８０份，苯酚１０－９５份，甲醛５－８０份，碱性催化剂０．０５－５份酸中和剂０．０５－５份发泡剂１－１０份其他添加剂０－２５份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程贤甦，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]