一种生物质焦油改性环氧树脂固化剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于固化剂技术领域，具体涉及一种生物质焦油改性环氧树脂固化剂及其制备方法。本发明专利技术提供了一种生物质焦油改性环氧树脂固化剂，包括以下质量份数的制备原料：20～150份生物质焦油，0～130份酚类化合物，44～63.7份甲醛和110～260份胺类化合物。本发明专利技术以生物质焦油为原料制备生物质焦油改性环氧树脂固化剂，充分利用了生物质热解反应的副产物，提高了资源的利用率，减少了环境污染。在本发明专利技术中，所述生物质焦油中的酚具有较长的分子链，由生物质焦油作为原料反应合成的生物质焦油改性环氧树脂固化剂分子链也会增长，当与环氧树脂反应时，能够增加固化物的交联程度，从而提高固化后涂膜的韧性。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质焦油改性环氧树脂固化剂及其制备方法
本专利技术属于固化剂
，具体涉及一种生物质焦油改性环氧树脂固化剂及其制备方法。
技术介绍
以森林采伐剩余物、木材加工剩余物、各种废弃木质制品和农作物秸秆等农林废弃物为生产原料，通过生物质热解气化反应，可以制取生物质气，用于炊事、供热或者发电。该技术是一项农林废弃物能源利用技术，具有来源广泛、废物利用、环保可再生的特点。生物质热解气化反应产生气的同时，也会产生相当量的炭、生物质焦油和木醋液等副产品。副产品生物质焦油是生物质热解气化反应副产物，常温下是一种黑色的黏稠液体，富含酚类和酮类物质，具有一定的资源和化工利用价值。现有技术《生物质焦油及其馏分的成分分析》(太阳能学报，2006年7月，第27卷第7期，王素兰等)，《竹焦油化学组成的GC/MS法分析》(竹子研究汇刊，2006年8月，第25卷第3期，钱华等)和《生物质焦油的特性分析及提质研究》(哈尔滨商业大学学报(自然科学版)，2012年2月，第28卷第1期，葛建等)都采用GC/MS法对不同种类生物质焦油进行了分析，均指出生物质焦油中酚类物质占有很大比重，酚类物质主要包括苯酚、2-甲基苯酚、3，4-二甲基苯酚、愈创木酚、2-乙基苯酚等酚类物质。但是如果生物质焦油处理不当也会造成环境污染，同时产生资源浪费。南京林业大学魏娟2009年的硕士学位论文《秸秆醋液抑菌和杀菌性能的研究》和西北农林科技大学孙莹莹2014年的硕士学位论文《木焦油抑菌作用研究》对生物质焦油抑菌和杀菌性能进行了研究，最终证明生物质焦油具有一定的抑菌作用。现有技术《木焦油部分替代苯酚合成酚醛树脂胶粘剂的研究》(粘接，2009年第12期，李林等)根据木焦油中酚类物质含量高这一特点，在三乙胺和氢氧化钡的复合催化剂的作用下，用木焦油部分取代苯酚合成了一种酚醛树脂胶黏剂。酚醛胺固化剂是由苯酚、甲醛、多胺经曼尼希(mannich)型反应制备得到的改性胺类产品。该类产品用于环氧树脂固化时低温固化性能较好，固化后涂膜耐油、耐化学品性能较好，但其最大的缺点是涂膜脆、韧性差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种生物质焦油改性环氧树脂固化剂，本专利技术提供的生物质改性环氧树脂固化剂以生物质焦油为原料，实现了生物质焦油的回收利用；以本专利技术提供的固化剂和环氧树脂混合得到涂料进行涂覆得到的漆膜具有较好的韧性。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种生物质焦油改性环氧树脂固化剂，包括以下质量份数的制备原料：优选的，所述生物质焦油为精馏生物质焦油，所述精馏生物质焦油为生物质焦油常压精馏过程中115～260℃馏分。优选的，所述酚类化合物包括苯酚、甲酚、壬基酚或腰果酚。优选的，所述胺类化合物包括多级胺。本专利技术还提供了上述技术方案所述生物质焦油改性环氧树脂固化剂的制备方法，包括以下步骤：将生物质焦油、酚类化合物、胺类化合物和甲醛混合进行，得到所述生物质焦油改性环氧树脂固化剂。优选的，所述曼尼希反应的温度为80～95℃，时间为1.8～2.2h。优选的，所述混合包括以下步骤：将生物质焦油和酚类化合物进行第一混合，得到混合酚；将所述混合酚和胺类化合物进行第二混合，得到混合溶液；将甲醛和混合溶液进行第三混合。优选的，所述第一混合前还包括：将生物质焦油进行常压精馏，取115～260℃馏分，得到精馏生物质焦油。优选，所述第三混合包括以下步骤：当甲醛以质量浓度为37％的甲醛水溶液形式提供时，将所述甲醛水溶液滴加至所述混合溶液中；当甲醛为多聚甲醛时，将所述多聚甲醛分批次添加。优选的，所述曼尼希反应后还包括：将所述曼尼希反应的产物进行减压蒸馏，得到生物质焦油改性环氧树脂固化剂。本专利技术提供了一种生物质焦油改性环氧树脂固化剂，包括以下质量份数的制备原料：20～150份生物质焦油，0～130份酚类化合物，44～63份甲醛和110～260份胺类化合物。本专利技术以生物质焦油为原料制备生物质焦油改性环氧树脂固化剂，充分利用了生物质热解反应的副产物，提高了资源的利用率，减少了环境污染。在本专利技术中，所述生物质焦油中的部分酚类物质含有甲基、二甲基、三甲基、乙基、甲氧基、2-甲氧基-4-乙基或2-甲氧基-4-丙基具有较长的分子链，由生物质焦油作为原料反应合成的生物质焦油改性环氧树脂固化剂分子链也会增长，当与环氧树脂反应时，能够增加固化物的交联程度，从而提高固化后涂膜的韧性。附图说明图1为精馏秸秆焦油(常压精馏115～260℃馏分)的总离子流图。具体实施方式本专利技术提供了一种生物质焦油改性环氧树脂固化剂，包括以下质量份数的制备原料：在本专利技术中，以质量份数计，所述生物质焦油改性环氧树脂固化剂的制备原料包括20～150份生物质焦油，优选为20.6～75份，更优选为25～42份，更进一步优选为30～32份。在本专利技术中，所述生物质焦油优选包括木焦油、秸秆焦油或竹焦油，更优选为秸秆焦油。在本专利技术中秸秆焦油优选由秸秆炭化制备得到，所述秸秆优选包括花生壳、玉米秸秆、小麦秸秆和水稻秸秆中的一种或多种，更优选为花生壳或玉米秸秆。在本专利技术中，所述生物质焦油中包括酚类物质，所述酚类物质优选包括苯酚、甲基苯酚、二甲基苯酚、乙基苯酚、2-甲氧基-4-乙基苯酚、2-甲氧基-4-丙基苯酚和愈创木酚中的一种或多种。在本专利技术中，所述生物质焦油优选为精馏生物质焦油，所述精馏生物质焦油优选为生物质焦油常压精馏过程中115～260℃馏分。本专利技术将生物质焦油进行常压精馏能够将生物质焦油中的酚类物质进行富集。在本专利技术中，所述酚类物质在常压精馏后生物质焦油中的质量百分含量优选为59～61％，更优选为59.25～60％。以生物质焦油的质量份数为基准，所述制备原料包括0～130份酚类化合物，优选为50.3～80.5份，更优选为60～70份。在本专利技术中，所述酚类化合物优选包括苯酚、甲酚、壬基酚或腰果酚，更优选为苯酚。以生物质焦油的质量份数为基准，所述制备原料包括44～63份甲醛，优选为55.6～61份，更进一步优选为57.45～59.3份。在本专利技术中，所述甲醛优选包括多聚甲醛，所述甲醛还优选以质量浓度为37％的甲醛水溶液形式提供。以生物质焦油的质量份数为基准，所述制备原料包括110～260份胺类化合物，优选为150～240份，更优选为190～200份。在本专利技术中，所述胺类化合物优选包括多级胺，所述多级胺优选包括乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或间苯二甲胺，更优选为三乙烯四胺。在本专利技术中，所述生物质焦油中部分酚类物质具有较长的分子链，由生物质焦油作为原料反应合成的生物质焦油改性环氧树脂固化剂具有较长的分子链，当与环氧树脂反应时，能够增加固化物的交联程度，从而提高固化后涂膜的韧性。本专利技术还提供了上述技术方案所述生物质焦油改性环氧树脂固化剂的制备方法，包括以下步骤：将生物质焦油、酚类化合物、胺类化合物和甲醛混合，进行曼尼希反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质焦油改性环氧树脂固化剂，包括以下质量份数的制备原料：/n

【技术特征摘要】
1.一种生物质焦油改性环氧树脂固化剂，包括以下质量份数的制备原料：





2.根据权利要求1所述生物质焦油改性环氧树脂固化剂，其特征在于，所述生物质焦油为精馏生物质焦油，所述精馏生物质焦油为生物质焦油常压精馏过程中115～260℃馏分。


3.根据权利要求1所述生物质焦油改性环氧树脂固化剂，其特征在于，所述酚类化合物包括苯酚、甲酚、壬基酚或腰果酚。


4.根据权利要求1所述生物质焦油改性环氧树脂固化剂，其特征在于，所述胺类化合物包括多级胺；
所述甲醛包括多聚甲醛或以质量浓度为37％的甲醛水溶液形式提供。


5.权利要求1～4任一项所述生物质焦油改性环氧树脂固化剂的制备方法，包括以下步骤：
将生物质焦油、酚类化合物、胺类化合物和甲醛混合进行，得到所述生物质焦油改性环氧树脂固化剂。


6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏晓，肖进彬，谢梅竹，赵绘婷，马磊，刘振，任秋鹤，赫玲玲，聂宁，王文博，刘晓杰，王晓雅，
申请(专利权)人：河南省高新技术实业有限公司，河南省科学院，
类型：发明
国别省市：河南;41