生产氧化木质素的方法技术

本发明专利技术涉及生产氧化木质素的方法。本发明专利技术涉及生产氧化木质素的方法。本发明专利技术涉及生产氧化木质素的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产氧化木质素的方法
专利

[0001]本专利技术涉及生产氧化木质素的方法，由这种方法制备的氧化木质素，以及这种氧化木质素作为粘合剂组合物，例如用于矿物纤维的水性粘合剂组合物的组分的用途。
[0002]专利技术背景
[0003]木质素是一类作为维管植物的结构材料被发现的复杂的有机聚合物。它占木材干重的约20
‑
35％，因此，除了纤维素外，它是自然界中发现的最丰富的聚合物。木质素是造纸过程中的副产品，因此在造纸工业中会产生大量的木质素。造纸过程中分离出的木质素通常作为燃料燃烧。鉴于此，木质素是非常廉价的产品，这使其成为有吸引力的起始材料。
[0004]图1显示了可能的木质素结构的截面。
[0005]因此，由于可获得性和潜在的低价格，木质素代表了有吸引力的原料。它也是主要的可再生芳烃来源。木质素由通过醚和C
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C键连接的三种主要单元(通常称为单木纤维素)组成(图2)。这三种单木纤维素的描述取决于源材料，尽管愈创木基(G)在软木木质素中含量最丰富，愈创木基和丁香酚基在硬木木质素中含量最丰富，而这三种在草中都可以平等地描述。
[0006]木质素的一种潜在用途是在粘合剂中的用途，例如用于矿物纤维的粘合剂。
[0007]木质素有几个重要的特性与粘合剂有关。木质素是具有高玻璃化转变温度(Tg)的芳族聚合物。木质素在很宽的温度范围内发生热分解，因为不同的含氧部分具有不同的稳定性，并且由于木质素聚合物的受阻结构，发生的反应可以是连续的，但也可以是竞争的。木质素的表面化学性质(如表面张力分量)类似于固化的酚醛(PF)粘合剂的相同性质。这种情况做出了合理的假设，即木质素的粘合性能可以与绝缘材料和粘结木材产品等中长期使用的PF粘合剂处于相似水平。然而，木质素是天生的异质材料，最重要的是，基于所使用的从生物质中提取木质素的各种技术，木质素的性质和结构是不同的。区别在于结构，木质素芳族单元的键合方式，分子量等。
[0008]在典型的木质素中大量存在的反应性官能团是羟基，其是酚羟基或脂肪族羟基。酚羟基的存在还活化了芳环，使其与醛反应。总体上，可以说木质素结构将交联剂的选择限制在往往对环境有害的试剂上，并且因此限制了在包括化学反应的工艺中使用木质素作为起始材料的可能性。
[0009]为了利用木质素作为不同用途的起始原料，已经提出了木质素的化学衍生化。提议的木质素衍生化方法之一是氧化。木质素的氧化通常在碱金属氢氧化物的存在下用强氧化剂进行。
[0010]然而，与先前已知的氧化木质素相关的一个问题是，当用于其中它们包含在粘合剂组合物中的产品中时，与未衍生的木质素相比，它们的耐火性较差，所述未衍生的木质素使其不适用于许多应用。与这些先前已知的氧化木质素有关的另一个问题是产品中残留的碱金属氢氧化物趋于使产品不稳定，并使它们易于在老化过程中改变它们的性能。
[0011]专利技术概述
[0012]因此，本专利技术的目的是提供木质素衍生化的方法，其克服了先前已知的木质素衍
生化方法的缺点。
[0013]特别地，本专利技术的目的是提供木质素衍生化的方法，该方法得到具有所需反应性的，同时与未衍生的木质素相比，当用于其中它们包含在粘合剂组合物中的产品中时，具有更高的耐火性的，并且还具有改进的长期稳定性的衍生化木质素。
[0014]本专利技术的其他目的是提供根据所述方法制备的衍生化木质素。
[0015]本专利技术的其他目的是提供根据所述方法制备的衍生化木质素的用途。
[0016]根据本专利技术的第一方面，提供了生产氧化木质素的方法，其包括使以下接触：
[0017]‑
包含一种或多种木质素的组分(i)，
[0018]‑
包含氨，一种或多种胺组分和/或其任何盐的组分(ii)，
[0019]‑
包含一种或多种氧化剂的组分(iii)。
[0020]根据本专利技术的第二方面，提供了由根据本专利技术的方法制备的氧化木质素。
[0021]根据本专利技术的第三方面，提供了由根据本专利技术的方法制备的氧化木质素在粘合剂组合物例如用于矿物纤维的水性粘合剂组合物中的用途。
[0022]优选实施方案的描述
[0023]根据本专利技术的方法是用于生产氧化木质素的方法，其包括使以下接触：
[0024]‑
包含一种或多种木质素的组分(i)，
[0025]‑
包含氨，一种或多种胺组分和/或其任何盐的组分(ii)，
[0026]‑
包含一种或多种氧化剂的组分(iii)。
[0027]本专利技术人惊奇地发现，通过这种衍生化方法，可以生产出具有相对于先前已知的衍生化木质素的有利的性质的衍生化木质素。
[0028]本专利技术人惊奇地发现，通过使用氨，一种或多种胺组分和/或其任何盐作为碱化剂，而不是先前使用的碱金属氢氧化物，可以提供衍生化木质素，其具有所需的反应性特性并且同时避免了先前已知的氧化木质素的缺点，特别是在当用于其中它们包含在粘合剂组合物中的产品中时，相比于先前已知的氧化木质素的改进的耐火性，以及相比于先前已知的氧化木质素的改进的长期稳定性方面。
[0029]组分(i)
[0030]组分(i)包含一种或多种木质素。
[0031]在根据本专利技术的方法的一个实施方案中，组分(i)包含一种或多种硫酸盐木质素，一种或多种碱木质素，一种或多种木质素磺酸盐木质素，一种或多种有机溶剂木质素，一种或多种来自木质纤维素原料的生物精炼过程的木质素，或其任何混合物。
[0032]在一个实施方案中，组分(i)包含一种或多种硫酸盐木质素。
[0033]组分(ii)
[0034]在根据本专利技术的一个实施方案中，组分(ii)包含氨，一种或多种胺组分，和/或其任何盐。因此，不希望受任何特定理论的束缚，本专利技术人认为，用氨，一种或多种胺组分，和/或其任何盐代替在先前已知的木质素的氧化工艺中使用的碱金属氢氧化物，在根据本专利技术的方法制备的氧化木质素的改进的性能中起着重要的作用。
[0035]本专利技术人惊奇地发现，在氨或胺存在下被氧化剂氧化的木质素包含大量的氮作为氧化木质素结构的一部分。不希望受任何特定理论的束缚，本专利技术人认为，当将氧化木质素用于其包含在粘合剂组合物中的产品中时，氧化木质素的改进的耐火性能，至少部分地由
于氧化木质素的结构中的氮含量，所述氧化木质素通过本专利技术的方法制备。
[0036]“氨氧化木质素”应理解为在氨的存在下已被氧化剂氧化的木质素。术语“氨氧化木质素”缩写为AOL。
[0037]在一个实施方案中，组分(ii)包含氨和/或其任何盐。
[0038]不希望受任何特定理论的束缚，本专利技术人认为，根据本专利技术制备的衍生化木质素的改进的稳定性至少部分是归因于以下事实：氨是挥发性化合物，并因此从最终产物中蒸发，或可以轻松除去并重复使用。与此相反，已证明难以除去残留量的在先前已知的氧化工艺中使用的碱金属氢氧化物。
[0039]尽管如此，在根据本专利技术的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.生产氧化木质素的方法，其包括使以下组分接触：
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包含一种或多种木质素的组分(i)；
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包含氨，和/或一种或多种胺组分，和/或其任何盐的组分(ii)；
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包含一种或多种氧化剂的组分(iii)。2.根据权利要求1所述的方法，其中组分(i)包含一种或多种硫酸盐木质素，一种或多种碱木质素，一种或多种木质素磺酸盐木质素，一种或多种有机溶剂木质素，一种或多种来自木质纤维素原料的生物精炼过程的木质素，或其任何混合物。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中组分(i)包含一种或多种硫酸盐木质素。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中组分(ii)为氨和/或其盐。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中组分(ii)还包含碱金属和/或碱土金属的氢氧化物，例如氢氧化钠和/或氢氧化钾。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中组分(iii)包含一种或多种过氧化氢，有机或无机过氧化物，分子氧，臭氧，含卤素的氧化剂，或其任何混合物形式的氧化剂。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括使组分(i)、组分(ii)、组分(iii)和氧化催化剂形式的组分(iv)接触，所述氧化催化剂例如为一种或多种过渡金属催化剂，例如含铁的催化剂如硫酸铁，例如含锰，钯，硒，钨的催化剂。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中
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组分(i)包含一种或多种木质素，
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组分(ii)包含氨，
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组分(iii)包含一种或多种过氧化氢形式的氧化剂，其中木质素，氨和过氧化氢的质量比使得基于木质素的干重，氨的量为0.01至0.5重量份，例如0.1至0.3重量份，例如0.15至0.25重量份氨，并且其中基于木质素的干重，过氧化氢的量为0.025至1.0重量份，例如0.05至0.2重量份，例如0.075至0.125重量份过氧化氢。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括以下步骤：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：洛科威国际有限公司，
类型：发明
国别省市：