一种改性木质素多元醇及其聚氨酯热熔胶的制备方法技术

本发明专利技术涉及聚氨酯技术领域，具体涉及一种改性木质素多元醇及其聚氨酯热熔胶的制备方法。以羟基卤代烃为改性剂，将木质素上的酚羟基和羧基改性为醇羟基得到所述改性木质素多元醇。原始木质素中的酚羟基和羧基与聚氨酯反应活性低，通过羟基卤代烃亲核取代反应，将木质素上的酚羟基和羧基改性为与异氰酸酯反应活性高的醇羟基，从而提高木质素的溶解性及反应活性。利用改性木质素多元醇与异氰酸酯及其他辅助试剂，制成质地均一，胶接强度高的聚氨酯热熔胶。酯热熔胶。酯热熔胶。

【技术实现步骤摘要】
一种改性木质素多元醇及其聚氨酯热熔胶的制备方法


[0001]本专利技术涉及聚氨酯
，具体涉及一种改性木质素多元醇及其聚氨酯热熔胶的制备方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯热熔胶是一种无溶剂型单组分绿色胶黏剂，具有耐水、耐低温、无VOC释放、施胶工艺简单、易于连续生产等优点。聚氨酯热熔胶主要分为热塑型和反应型两种。当前的热塑型聚氨酯热熔胶，固化快可重复使用，但胶接强度、耐溶剂性和耐热性差；而反应型聚氨酯热熔胶胶接强度高，但存在初粘强度低、固化速度慢等缺点。因此，常规的聚氨酯热熔胶难以同时满足快速粘接、高强耐久的胶接需求。
[0003]在提高胶黏剂的胶接强度方面，交联改性可以提高交联密度和内聚强度，从而增强胶黏剂的胶接强度、耐水和耐热性，被广泛应用于溶剂型聚氨酯胶黏。但对于无溶剂型聚氨酯热熔胶，交联改性容易引起粘度过高甚至凝胶化，导致无法熔融施胶。基于动态可逆共价键的动态交联策略，为提高聚氨酯热熔胶的胶接强度和避免过度交联提供了一种简捷可行的解决方案。
[0004]在提高胶黏剂的耐久性方面，一般通过加入抗老化剂来实现。木质素具有抗氧自由基、具有吸收紫外线的作用，是一种天然的抗老化剂，但其活性羟基较少且溶解性较差。通常需要通过脱甲基化、羟甲基化、液化或与环氧反应等手段进行改性处理，增加其反应活性和溶解性，使其更有效地化学键连在聚氨酯网络中。
[0005]但是，以上改性手段也存在诸多缺点，例如脱甲基生成的酚羟基与异氰酸酯反应活性低、羟甲基化导致胶黏剂甲醛释放超标、液化需要高温高压处理导致能耗大成本高等，限制了木质素在聚氨酯材料中的广泛应用。因此，亟须专利技术一种溶解性和反应活性高、绿色环保、低成本的木质素改性方法。并将改性木质素应用于聚氨酯热熔胶的合成中，从而来提高聚氨酯热熔胶的胶接强度及耐久性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种改性木质素多元醇及其聚氨酯热熔胶的制备方法，以解决上述技术问题，为改性木质素制备聚氨酯热熔胶提供了切实可行的方法。
[0007]本专利技术的技术方案之一，一种改性木质素多元醇，以羟基卤代烃为改性剂，将木质素上的酚羟基和羧基改性为醇羟基得到所述改性木质素多元醇。
[0008]所述羟基卤代烃的结构式为：其中n为2
‑
8，通过调节羟基卤代烃的碳链长度，可以调节木质素多元醇的溶解性，从而满足在某些特定溶剂中溶解需求。
[0009]本专利技术的技术方案之二，上述改性木质素多元醇的制备方法，包括以下步骤：
[0010]将木质素溶于溶剂中，加入无机碱、羟基卤代烃、碘化物、相转移催化剂，加热反应得到所述改性木质素多元醇。反应方程式举例如下，示例中，无机碱为碳酸钾、羟基卤代烃为氯己醇、碘化物为碘化钠、相转移催化剂为四丁基溴化铵，其中，无机碱的作用是拔氢、形
成酚羟基负离子和羧基负离子；碘化物的作用是作为催化剂。
[0011][0012]进一步地，所述溶剂为N,N二甲基甲酰胺(DMF)、二氧六环、四氢呋喃(THF)、丙酮、丁酮中的一种或几种；更进一步地，为N,N二甲基甲酰胺(DMF)。
[0013]进一步地，所述木质素为酶解木质素、碱木质素、硫酸盐木质素、磺酸盐木质素中的一种或几种；更进一步地，为酶解木质素。
[0014]进一步地，所述无机碱为碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、氢氧化钠、氢化钠中的一种或几种；更进一步地，为碳酸钾。
[0015]进一步地，所述碘化物为碘化钠和/或碘化钾；更进一步地，为碘化钠。
[0016]进一步地，所述相转移催化剂为四丁基溴化铵(TBAB)、四丁基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、四丁基硫酸氢铵中的一种或几种；更进一步地，为四丁基溴化铵(TBAB)。现有技术中的使用有机胺进行胺化反应的目的是把有机胺接枝到木质素的苯环结构上，提高木质素与异氰酸酯反应的化学活性。而本专利技术所述的相转移催化剂只起到相转移的作用，没有参与反应，添加相转移催化剂的目的是提高异相体系的反应速率。
[0017]进一步地，所述羟基卤代烃结构式为其中X为氯、溴、碘；n为2
‑
8；更进一步地，为氯己醇。
[0018]进一步地，质量份数计，木质素5
‑
20份、无机碱11
‑
44份、羟基卤代烃6.5
‑
26份、碘化物1.25
‑
5份、相转移催化剂1.25
‑
5份；所述加热反应温度50
‑
100℃，加热反应时间40
‑
50h。
[0019]进一步地，所述加热反应结束后还包括以下步骤：加水水洗，加酸调整pH值至2
‑
3，静置，滤去上清液得到固体物质，即为所述改性木质素多元醇。
[0020]本专利技术的技术方案之三，一种聚氨酯热熔胶，原料包括上述改性木质素多元醇。
[0021]本专利技术的技术方案之四，上述聚氨酯热熔胶的制备方法，包括以下步骤：将异氰酸酯与所述改性木质素多元醇、含肟单体溶于溶剂中得到混合液，加热固化得到所述改性木质素聚氨酯热熔胶。
[0022]进一步地，所述改性木质素聚氨酯热熔胶制备过程中的溶剂为N,N二甲基甲酰胺(DMF)、二氧六环、四氢呋喃(THF)、丙酮、丁酮中的一种或几种；更进一步地，为四氢呋喃(THF)。
[0023]进一步地，还包括加入催化剂和柔性扩链剂。
[0024]进一步地，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、
二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)中的一种或多种；更进一步地，为二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)。
[0025]进一步地，所述肟为丁二酮肟和/或香草肟；更进一步地，为丁二酮肟。
[0026]进一步地，所述聚醚多元醇是分子中羟基含量为2
‑
3、相对分子质量为400
‑
2000的聚醚多元醇中的一种或几种的混合物；更进一步地，为相对分子量为1000的聚乙二醇(PEG
‑
1000)。
[0027]进一步地，所述催化剂为三乙胺、二丁基二月桂酸锡(DBTDL)和辛酸亚锡(Sn(Oct)2)中的一种或多种。更进一步地，为二丁基二月桂酸锡(DBTDL)。
[0028]进一步地，所述加热固化温度为50℃，时间为12h。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0030]木质素是一种天然的抗老化剂，可以用于提高聚氨酯热熔胶的耐久性。原始木质素中的酚羟基和羧基与聚氨酯反应活性低，本专利技术通过羟基卤代烃亲核取代反应，将木质素上的酚羟基和羧基改性为与异氰酸酯反应活性高的醇羟基(羟基卤代烃的接枝率高于75％)，从而提高木质素的溶解性及反应活性。利用改性木质素多元醇与异氰酸酯及其他辅助试剂，制成质地均一，胶接强度高的聚氨酯热熔胶。
附图说明
[0031]图1为本专利技术效果验证例1中木质素改本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性木质素多元醇，特征在于，以羟基卤代烃为改性剂，将木质素上的酚羟基和羧基改性为醇羟基得到所述改性木质素多元醇。2.一种根据权利要求1所述的改性木质素多元醇的制备方法，特征在于，包括以下步骤：将木质素溶于溶剂中，加入无机碱、羟基卤代烃、碘化物、相转移催化剂，加热反应得到所述改性木质素多元醇。3.根据权利要求2所述的改性木质素多元醇的制备方法，特征在于，所述溶剂为N,N二甲基甲酰胺、二氧六环、四氢呋喃、丙酮、丁酮中的一种或几种；所述木质素为酶解木质素、碱木质素、硫酸盐木质素、磺酸盐木质素中的一种或几种；所述无机碱为碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、氢氧化钠、氢化钠中的一种或几种；所述碘化物为碘化钠和/或碘化钾；所述相转移催化剂为四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、四丁基硫酸氢铵中的一种或几种；所述羟基卤代烃结构式为其中X为氯、溴、碘；n为2
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8。4.根据权利要求2所述的改性木质素多元醇的制备方法，特征在于，质量份数计，木质素5
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20份、无机碱11
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44份、羟基卤代烃6.5
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26份、碘化物1.25
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5份、相转移催化剂1.25
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5份；所述加热反应温度50
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100℃，加热反应时间40
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘珍珍，刘涛，郑碧霞，欧荣贤，王清文，郭垂根，都蕾，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：