与多不饱和化合物交联的木质素制造技术

本申请涉及交联木质素的固体材料、组合物和制备固体材料的方法，其中木质素使用多不饱和脂肪酸交联。和脂肪酸交联。和脂肪酸交联。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】与多不饱和化合物交联的木质素
专利

[0001]本专利技术涉及可再生固体材料以及该材料的用途，所述可再生固体材料包含与衍生自多不饱和脂肪酸的化合物交联的木质素。本专利技术还涉及制备交联的木质素的固体材料的方法。
[0002]背景
[0003]对于更多的可再生塑料材料存在需求，并且木质素是潜在的待使用的聚合物。然而，木质素的问题是其缺乏与其他聚合物诸如聚烯烃的混溶性和相容性。
[0004]木质素是仅次于纤维素的最容易获得的天然聚合物。木质素与纤维素和半纤维素一起存在于纤维植物和木材的细胞壁中。木质素充当多糖、微原纤维和纤维的基质材料，并且为植物茎提供强度。它是高分子量酚类大分子，该高分子量酚类大分子包含三种不同类型的单木质醇单体，对羟基肉桂醇、松柏醇和芥子醇。
[0005]WO2015/168571公开了可以用于热塑性塑料的官能化的木质素。木质素在使用例如乙醇和酸的反应提取期间被官能化。
[0006]WO2013/050661涉及被脂肪酸酯化的木质素，用于生产具有改善的抗氧气和蒸汽的屏障性质的膜。使用酰氯用妥尔油脂肪酸将木质素酯化，并且膜由酯化的木质素的溶液制成并且应用至纸板。
[0007]对于具有良好的机械性质的可再生的固化的或交联的聚合物材料或热固性塑料仍然存在需求。
[0008]专利技术概述
[0009]本专利技术的目的是克服现有技术的缺点，并且提供交联的木质素的固体材料，其中木质素与衍生自多不饱和脂肪酸的交联化合物交联。本专利技术促进完全可再生的、环境友好的交联的木质素材料的生产。
[0010]在第一方面中，本专利技术涉及一种包含木质素的固体材料，其中木质素经由木质素上的羟基基团与交联化合物交联，其中交联化合物衍生自多不饱和脂肪酸，并且其中所述羟基基团的至少30％已经被转化为木质素和交联化合物之间的酯键。
[0011]在第二方面中，本专利技术涉及制备包含木质素的固体材料的方法，其中木质素经由木质素上的羟基基团与衍生自多不饱和脂肪酸的交联化合物交联，其中所述方法包括：
[0012]a)提供木质素，其中木质素上的羟基基团的至少30％被多不饱和脂肪酸酯化；
[0013]b)任选地将酯化的木质素布置在模子或模具中或表面上；以及
[0014]c)在交联剂的存在下在固化温度加热酯化的木质素。
[0015]在第三方面中，本专利技术涉及通过制备固体材料的方法获得的固体材料。
[0016]在第四方面中，本专利技术涉及包含本专利技术的固体材料或通过本专利技术的方法获得的材料的产品或材料，诸如复合材料、包覆层、层压板、清漆或颗粒板(particle board)。
[0017]在第五方面中，本专利技术涉及一种组合物，该组合物包含木质素，所述木质素经由木质素上的羟基基团被多不饱和脂肪酸官能化，其中所述羟基基团的至少30％已经经由酯键被多不饱和脂肪酸官能化。
[0018]本专利技术的特定实施方案
[0019]在任何方面的优选的实施方案中，交联化合物衍生自至少一种二不饱和脂肪酸，优选地两种二不饱和脂肪酸。
[0020]在另一种优选的实施方案中，交联化合物衍生自至少一种二不饱和脂肪酸，其中所述至少一种二不饱和脂肪酸选自亚油酸、二十碳二烯酸和二十二碳二烯酸或其组合，优选地是亚油酸。
[0021]在任何方面的优选的实施方案中，交联化合物衍生自经由醚键、碳
‑
碳键、硫键或多硫化物键彼此连接的两个二不饱和脂肪酸。
[0022]在任何方面的优选的实施方案中，木质素选自硫酸盐木质素或从黑液获得的木质素、有机溶剂木质素、乙酰溶剂木质素(acetosolv)、蒸汽爆破木质素或磺化木质素，优选地硫酸盐木质素或从黑液获得的木质素。
[0023]在任何方面的优选的实施方案中，木质素的羟基基团的10％或更多，优选地20％或更多，但60％或更少，优选地55％或更少，更优选地45％或更少，更优选地35％或更少被饱和脂肪酸和/或单不饱和脂肪酸酯化。
[0024]在任何方面的优选的实施方案中，木质素的羟基基团的10％或更多，优选地20％或更多，但60％或更少，优选地55％或更少，更优选地45％或更少，更优选地35％或更少被乙酰化。
[0025]在任何方面的优选的实施方案中，木质素的羟基基团的35％
‑
100％已经被转化为木质素和交联化合物之间的酯键，木质素的羟基基团的优选地40％或更多，优选地45％或更多，优选地50％或更多，更优选地55％或更多，更优选地60％或更多，更优选地65％或更多，但100％或更少，优选地90％或更少，或更优选地80％或更少已经被转化为木质素和交联化合物之间的酯键。
[0026]在任何方面的一种实施方案中，木质素还被饱和脂肪酸和/或单不饱和脂肪酸酯化。
[0027]在本专利技术的任何方面的优选的实施方案中，多不饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸衍生自植物油。优选地，植物油选自棉籽油、大豆油、向日葵油、红花油、大麻油、小麦胚芽油、妥尔油和玉米油或其组合。
[0028]在本专利技术的任何方面的一种实施方案中，羟基基团的酯化和乙酰化的总和不大于100％。
[0029]在任何方面的优选的实施方案中，所述材料中的内容物的至少50重量％，优选地至少70重量％，更优选地至少90重量％，更优选地至少95重量％，或100重量％或更少是可再生的。
[0030]在第一方面的优选的实施方案中，固体材料是热固性塑料或弹性体。
[0031]在第五方面的优选的实施方案中，组合物包含交联剂。
[0032]在第五方面的还优选的实施方案中，组合物还包含合适的促进剂和/或活化剂。
[0033]在第二方面和第五方面的优选的实施方案中，交联剂选自氧气、硫(sulphur)、过氧化物或其组合。
[0034]在本专利技术的一种实施方案中，交联剂是选自以下的过氧化物：过氧化异丙苯(cumene peroxide)、二叔丁基过氧化物、1,1
‑
双(叔戊基过氧基)环己烷、过氧化月桂酰、过
氧化二异丙苯、2,5
‑
二(叔丁基过氧基)
‑
2,5
‑
二甲基
‑3‑
己炔、2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
二(叔丁基过氧基)己烷、二(2
‑
叔丁基过氧基异丙基)苯、4,4
‑
二(叔丁基过氧基)戊酸丁酯、1,1
‑
二(叔丁基过氧基)
‑
3,3,5
‑
三甲基环己烷。
[0035]在本专利技术的另一种优选的实施方案中，交联剂是选自元素硫或四甲基秋兰姆二硫化物的硫。
[0036]在本专利技术的优选的实施方案中，活化剂选自氧气、氧化锌(ZnO)、脂肪酸锌酯、镁、钙、二丙烯酸酯、三丙烯酸酯、二烯丙基类、三烯丙基类或聚烯丙基类或其组合，优选地氧气、氧化锌、二丙烯酸乙二醇酯(EGDA)、三烯丙基异本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种包含木质素的固体材料，其中所述木质素经由所述木质素上的羟基基团与交联化合物交联，其中所述交联化合物衍生自多不饱和脂肪酸，并且其中所述羟基基团的至少30％已经被转化为所述木质素和所述交联化合物之间的酯键。2.根据权利要求1所述的固体材料，其中所述交联化合物衍生自至少一种二不饱和脂肪酸，优选地两种二不饱和脂肪酸。3.根据权利要求1或2所述的固体材料，其中所述交联化合物衍生自至少一种二不饱和脂肪酸，并且其中所述至少一种二不饱和脂肪酸选自亚油酸、二十碳二烯酸和二十二碳二烯酸或其组合，优选地是亚油酸。4.根据权利要求2或3所述的固体材料，其中所述交联化合物衍生自经由醚键、碳
‑
碳键、硫键或多硫化物键彼此连接的两种或更多种二不饱和脂肪酸。5.根据前述权利要求中任一项所述的固体材料，其中所述木质素选自硫酸盐木质素或从黑液获得的木质素、有机溶剂木质素、乙酰溶剂木质素、蒸汽爆破木质素或磺化木质素，优选地硫酸盐木质素或从黑液获得的木质素，更优选地沉淀的硫酸盐木质素，更优选地酸沉淀的硫酸盐木质素。6.根据前述权利要求中任一项所述的固体材料，其中所述木质素的所述羟基基团的35％
‑
100％已经被转化为所述木质素和所述交联化合物之间的酯键，所述木质素的所述羟基基团的优选地40％或更多，优选地45％或更多，优选地50％或更多，更优选地55％或更多，更优选地60％或更多，更优选地65％或更多，但100％或更少，优选地90％或更少，或更优选地80％或更少已经被转化为所述木质素和所述交联化合物之间的酯键。7.根据前述权利要求中任一项所述的固体材料，其中所述木质素的所述羟基基团的10％或更多，优选地20％或更多，但60％或更少，优选地55％或更少，更优选地45％或更少，更优选地35％或更少被乙酰化。8.根据前述权利要求中任一项所述的固体材料，其中所述材料中的内容物的至少50重量％，优选地至少70重量％，更优选地至少90重量％，更优选地至少95重量％，或100重量％或更少是可再生的。9.根据权利要求4所述的固体材料，其中所述两种或更多种二不饱和脂肪酸经由硫键或多硫化物键彼此连接。10.根据前述权利要求中任一项所述的固体材料，其中所述木质素的所述羟基基团的至少10％但优选地少于30％已经被饱和脂肪酸和/或单不饱和脂肪酸酯化，并且其中所述羟基基团的至少40％，优选地至少50％，更优选地至少60％，更优选地至少70％被多不饱和脂肪酸酯化。11.一种组合物，包含木质素，所述木质素经由所述木质素上的羟基基团被多不饱和脂肪酸官能化，并且其中所述羟基基团的至少30％已经经由酯键被多不饱和脂肪酸官能化。12.根据权利要求11所述的组合物，其中所述组合物还包含交联剂，所述交联剂优选地选自氧气、硫或过氧化物或其组合；以及优选地还包含合适的促进剂和/或合适的活化剂。13.根据权利要求11或12所述的组合物，其中所述木质素的所述羟基基团的35％
‑
100％已经被官能化，所述木质素的所述羟基基团的优选地40％或更多，优选地45％或更多，优选地50％或更多，更优选地55％或更多，更优选地60％或更多，更优选地65％或更多，但100％或更少，优选地90％或更少，或更优选地80％或更少已经被官能化。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的组合物，其中所述木质素的所述羟基基团的10％或更多，优选地20％或更多，但60％或更少，优选地55％或更少，更优选地45％或更少，更优选地35％或更少被乙酰化。15.根据权利要求11至14中任一项所述的组合物，其中所述多不饱和脂肪酸选自亚油酸、二十碳二烯酸和二十二碳二烯酸或其组合，优选地是亚油酸。16.一种制备包含木质素的固体材料的方法，其中所述木质素经由所述木质素上的羟基基团与衍生自多不饱和脂肪酸的交联化合物交联，其中所述方法包括：a)提供木质素，其中所述木质素上的所述羟基基团的至少30％被多不饱和脂肪酸酯化；b)任选地将酯化的木质素布置在模子或模具中或表面上；以及c)在交联剂的存在下在固化温度加热所述酯化的木质素。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述交联剂选自氧气、硫、过氧化物或其组合，并且其中交联剂的量优选地是0.5phr至20phr。18.根据权利要求16或17所述的方法，其中在所述固化温度的所述加热还在合适的促进剂和/或活化剂的存在下进行，其中当使用二丙烯酸乙二醇酯作为所述活化剂时，过氧化物是优选的交联剂。19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，其中被多不饱和脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：克拉拉，
申请(专利权)人：雷恩生物燃料公司，
类型：发明
国别省市：