溴化木质素生产方法技术

一种溴化木质素生产方法，按如下四个步骤进行：一是木质素原料的制备，二是溶解木质素，三是木质素的溴化，四是溴化木质素的制成。用本方法制得溴化木质素，生产成本低、环境友好型，且阻燃效果更好，主要原料再生、取之不竭，有机溶剂可循环利用，是一种理想的四溴双酚A阻燃剂的替代产品。

【技术实现步骤摘要】
溴化木质素生产方法
本专利技术涉及一种以禾本科植物蒸汽爆破浆料有机溶剂提取的木质素为原料生产溴化木质素的方法。
技术介绍
四溴双酚A是产量和消耗量最大的高分子材料制备的优良阻燃剂，能赋予各种树脂材料优良的耐燃烧性和自熄性，同时四溴双酚A也是合成其他阻燃剂的中间体，广泛用于电气绝缘材料、电子电器的印刷电路板、航空航天的火箭、导弹、飞机、舰艇等领域中。随着电子工业、航空航天工业的迅猛发展，对环氧树脂的要求越来越专业化，除要求环氧树脂具有特定的活性和分子量分布较为集中外，还要求高密度、多层化、高粘结性、高热稳定性、高绝缘性、高阻燃性等性能。传统的双酚A环氧树脂因其玻璃化温度较低，阻燃性差，不适应高频高性能电子工业、航空航天工业要求。四溴双酚A因具有优良的阻燃性能广泛应用于电子工业、航空航天工业，但该产品成本较高使得大规模应用受到限制，且其原料来源于石化工业提高环境负荷。四溴双酚A通常由双酚A与溴反应而制得。木质素是苯丙烷单元脱氢，通过醚键、碳-碳键连接的无定形高聚物，木质素与乙酰溴反应，可使木质素的α-O-4结构、β-O-4结构裂解，在α位和β位引入溴，且溴与木质素的化合是稳定的。经检索和市场调查，至今还没有以溴化木质素替代四溴双酚A作为阻燃剂的资料报道和实物面市。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本专利技术要解决的技术问题是设计出一种以有机溶剂提取的木质素与溴反应，生产可替代四溴双酚A的溴化木质素的方法。解决上述技术问题所采用的技术方案是：本溴化木质素生产方法，按如下步骤进行：(1)木质素原料的制备：采用以禾本科植物蒸汽爆破浆料有机溶剂提取的木质素作木质素原料；(2)溶解木质素：在反应釜中加入木质素1重量份、再加有机溶剂10-20重量份，搅拌2-6小时，使木质素溶解在有机溶剂中；(3)木质素的溴化：在步骤(2)溶解的木质素中加入0.5-5重量份溴，0.2-0.4重量份作为催化剂的双氧水，在常压与30-40℃中搅拌1h，对木质素进行溴化反应；(4)溴化木质素的制成：将步骤(3)获得的反应产物缓慢注入装有30-50重量份水的水槽中，搅拌,使溴化木质素析出，离心分离沉淀物，干燥，最终制成茶色或黄色粉末状的溴化木质素产品。所说的有机溶剂是二氧六环、乙醇、甲醇、丁醇中任一种，优选乙醇。本专利技术的有益效果是：目前采用的四溴双酚A成本高，大规模应用受到限制，且其原来来自于不可再生的石油中的石化产品，会给环境带来一定的负面影响。本溴化木质素的原料主要来源于禾本科植物，阻燃性、耐热性提高，成本低、可再生，为环境友好型产业，而且以乙醇为反应介质，木质素在乙醇中溶解，可进行均相反应，提高溴化木质素的溴含量，同时溶剂回收成本低。具体实施方式本专利技术结合实施例作进一步详述：本专利技术下面将各原料及其重量份配比值按8项实施例列于表1：实施例1(对照表1中相应实施例原料及其配比值)：将1份木质素加入反应釜，再加入有机溶剂10份，搅拌2-6小时，再加入0.5份溴，0.2份双氧水，30-40℃中搅拌1h，将上述反应物倒入装有30份水的水槽中搅拌，使溴化木质素析出，离心分离沉淀物，干燥，得溴含量为19％的溴化木质素产品。实施例2(对照表1中相应实施例原料及其配比值)：将1份木质素加入反应釜，再加入有机溶剂15份，搅拌2-6小时，再加入1份溴，0.3份双氧水，30-40℃中搅拌1h，将上述反应物倒入装有40份水的水槽中搅拌，使溴化木质素析出，离心分离沉淀物，干燥，得溴含量为27％的溴化木质素产品。实施例3(对照表1中相应实施例原料及其配比值)：将1份木质素加入反应釜，再加入有机溶剂20份，搅拌2-6小时，再加入5份溴，0.4份双氧水，30-40℃中搅拌1h，将上述反应物倒入装有50份水的水槽中搅拌，使溴化木质素析出，离心分离沉淀物，干燥，得溴含量为42％的溴化木质素产品。其余实施例4-8均对照表1中各自对应实施例的原料和配比值，与实施例1相同方法制得，其中以实施例1-3优选。木质素与溴反应，可在α位、β位和苯环的邻、对位引入溴，且溴与木质素的化合是稳定的。利用这个原理，采用自然界中丰富的可再生、可降解的天然芳香族高分子木质素与溴反应制得溴化木质素。所说的木质素原料为竹材、竹材加工剩余物，稻草、麦草、玉米秸秆、甘蔗渣之类的农作物废弃物，芦苇、芒秆之类的禾本科野草经蒸爆、粉碎，有机溶剂提取的木质素。具体生产方法可参阅本申请人在先授权的CN102162199B专利资料。禾本科植物纤维细胞壁超微结构中的木质素-多糖复合体除包含针叶材、阔叶材具有的苯甲醚键、苯基糖苷键、半缩醛与缩醛键外，还具有阿魏酸和对-香豆酸为桥的醚、酯键等独特的结构，能提高酚羟基、醇羟基和羧基等活性官能团的含量。这是选取禾本科植物木质素为原料的内在因素。在反应釜中将一定量的木质素以有机溶剂为反应介质，在室温下搅拌，使木质素溶解在有机溶剂中，在均相中加入溴和催化剂进行木质素与溴的反应，可提高溴化木质素中溴含量，阻燃效果好。溴化反应产物缓慢注入装有30-50重量份水的水槽中，搅拌，使溴化木质素充分析出，离心分离沉淀物，干燥，最终制成茶色或黄色粉末状的溴化木质素产品。尚需说明的是所述的有机溶剂，还可以是乙二醇、二乙二醇苯、甲苯、氯苯、氯仿、乙腈中任一种，但考虑到环保与成本问题，以不用为宜。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溴化木质素的生产方法，其特征是按如下步骤进行：（1）木质素原料的制备：以禾本科植物蒸汽爆破浆料有机溶剂提取的木质素作木质素原料；（2）溶解木质素：在反应釜中加入木质素1重量份、再加有机溶剂10‑20重量份，搅拌2‑6小时，使木质素溶解在有机溶剂中；（3）木质素的溴化：在步骤（2）溶解的木质素中加入0.5‑5重量份溴，0.2‑0.4重量份作为催化剂的双氧水，在常压与30‑40℃中搅拌1h，对木质素进行溴化反应；（4）溴化木质素的制成：将步骤（3）获得的反应产物缓慢注入装有30‑50重量份水的水槽中，搅拌使溴化木质素析出，离心分离沉淀物，干燥，最终制成茶色或黄色粉末状的溴含量为10%‑30%的溴化木质素产品。

【技术特征摘要】
1.一种溴化木质素的生产方法，其特征是按如下步骤进行：（1）木质素原料的制备：以禾本科植物蒸汽爆破浆料有机溶剂提取的木质素作木质素原料；（2）溶解木质素：在反应釜中加入木质素1重量份、再加有机溶剂10-20重量份，搅拌2-6小时，使木质素溶解在有机溶剂中；（3）木质素的溴化：在步骤（2）溶解的木质素中加入0.5-5重量份溴，0.2-0.4重量份作为催化剂的双氧水，在常压与30-40℃中搅拌1h，对...

【专利技术属性】
技术研发人员：金贞福，李倩，丁婷婷，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33