一种生物基环氧树脂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生物基环氧树脂的制备方法，属于环氧树脂制备技术领域，将酶解木质素溶解于碱性溶液中后，再加入亚硫酸钠，搅拌加热后进行干燥得去甲基化酶解木质素；将去甲基酶解木质素、可再生水杨醇加至去离子水中继续加热搅拌，而后冷却到室温，用去离子水洗涤反应物，得到高活性多羟基酶解木质素；再将高活性多羟基酶解木质素、环氧氯丙烷加入至碱性溶液中加热搅拌，然后用蒸馏水进行若干次洗涤，减压蒸馏除去水和环氧氯丙烷，烘干后得到生物基环氧树脂。本发明专利技术采用的酶解木质素是从秸秆、玉米芯中制备生物燃料的残渣中提取得到，提取时酶解木质素未经过酸或碱的蒸煮，能够较好的保留了大量的原位活性基团，具有一定程度的化学活性。程度的化学活性。

【技术实现步骤摘要】
一种生物基环氧树脂的制备方法


[0001]本专利技术属于环氧树脂制备
，具体涉及一种生物基环氧树脂的制备方法。

技术介绍

[0002]石油基环氧树脂具有强度高、刚性大、粘结强度优异等优点，所以在我国航空航天、道路建设、电子器件等领域中广泛应用，尤其是以双酚A为合成单体制备的石油基环氧树脂已占据了市场90％以上的份额。而双酚A石油基环氧树脂价格昂贵且属于不可再生资源，其中合成原料双酚A来源于石油，具有不可持续性、潜在生理毒性等痛点问题，这些问题一定程度地制约了环氧树脂的使用，更不利于目前倡导的可持续发展理念。
[0003]酶解木质素作为木质素的品种之一，拥有自然界唯一由芳香族骨架构成的绿色可持续来源，可从非粮生物质废弃物制备能源燃料残渣中获得。相较于木质素磺酸盐、碱木质素等其他种类木质素，酶解木质素未经过酸或碱的蒸煮，保留了大量的原位活性基团，为制备生物基环氧树脂提供基础。因此，生物基环氧树脂的制备对缓解化石能源、推动生物基材料发展具有重要的现实意义。
[0004]然而，现有技术采用木质素合成生物基环氧树脂存在以下问题：1、高沸醇木质素的提取需耗费大量醇溶液，成本较高，不利于绿色环保；2、常规改性对酶解木质素的羟基活性及含量提升有限，导致无法充分进行环氧化反应；3、合成得到的生物基环氧树脂环氧值不足，难以满足在各领域的使用。因此，开发一种新的生物基环氧树脂制备方法具有重要的现实意义。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种生物基环氧树脂的制备方法，以解决现有的生物基环氧树脂不环保、环氧值不足的技术问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种生物基环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S1、将酶解木质素溶解于碱性溶液中后，再加入亚硫酸钠，搅拌加热后进行干燥得去甲基化酶解木质素；
[0008]S2、将去甲基酶解木质素、可再生水杨醇加至去离子水中继续加热搅拌，冷却至室温后用去离子水洗涤反应物，得到高活性多羟基酶解木质素；
[0009]S3、再将高活性多羟基酶解木质素加入至碱性溶液搅拌至溶解，再加入环氧氯丙烷升温搅拌，将搅拌后的产品用蒸馏水洗涤若干次，再减压蒸馏除去水和未反应的环氧氯丙烷，烘干得生物基环氧树脂。
[0010]进一步地，所述酶解木质素、亚硫酸钠与可再生水杨醇的质量比为100:5
‑
20:60
‑
90。
[0011]进一步地，所述碱性溶液为氢氧化盐溶液，氢氧化盐溶液为氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化钾中的一种或三种的组合。
[0012]进一步地，所述碱性溶液为酶解木质素质量的15％
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30％。
[0013]进一步地，所述环氧氯丙烷与高活性多羟基酶解木质素的质量比为10
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60：5
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80。
[0014]进一步地，所述步骤S1的加热温度为60℃
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90℃，搅拌时间为20min
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80min；所述步骤S2的加热温度为100℃
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120℃，搅拌时间为30min
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60min；所述步骤S3的加热温度为60℃
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80℃，搅拌时间为3h
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8h，
[0015]本专利技术的有益效果在于：
[0016]1、本专利技术采用的酶解木质素是从秸秆、玉米芯中制备生物燃料的残渣中提取得到，提取时酶解木质素未经过酸或碱的蒸煮，能够较好的保留了大量的原位活性基团，具有一定程度的化学活性。所以酶解木质素灰分含量低、纯度高，而且酶解木质素中的木质素含量高达90％，可以为制备生物基环氧树脂提供基础。
[0017]2、本专利技术采用的亚硫酸钠对酶解木质素去甲基化可在常温常压的条件下进行；其次采用可再生水杨醇原料对去甲基酶解木质素进行接枝改性，绿色环保，符合当前倡导可持续发展的理念。
[0018]本专利技术的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
具体实施方式
[0019]实施例1
[0020]S1、从秸秆、玉米芯制备生物燃料的残渣中提取酶解木质素，称取100g酶解木质素溶解于5％的氢氧化钠溶液中，而后向氢氧化钠溶液中加入5g亚硫酸钠，升温至60摄氏度并搅拌30分钟，然后洗涤、抽滤、干燥得到去甲基酶解木质素；
[0021]S2、取40g去甲基酶解木质素、60g可再生水杨醇加入至去离子水中，温度升至100摄氏度搅拌30分钟，冷却至室温后用去离子水洗涤5次，抽滤干燥得到高活性多羟基酶解木质素；
[0022]S3、将10g高活性多羟基酶解木质素溶于5％氢氧化钠溶液中，完全溶解后加入20g环氧氯丙烷，温度升至60摄氏度搅拌3小时，反应结束后用蒸馏水反复洗涤3次，以去除氢氧化钠及生成的NaCl溶液，再减压蒸馏除去水和未反应的环氧氯丙烷，烘干得到生物基环氧树脂。
[0023]实施例2
[0024]S1、从秸秆、玉米芯制备生物燃料的残渣中提取酶解木质素，称取100g酶解木质素溶解于10％的氢氧化钠溶液中，而后向氢氧化钠、氢氧化镁混合溶液中加入10g亚硫酸钠，温度升至70摄氏度搅拌40分钟，然后洗涤、抽滤、干燥得到去甲基酶解木质素；
[0025]S2、再将30g去甲基酶解木质素、70g可再生水杨醇加入至去离子水中，温度升至110摄氏度搅拌50分钟，冷却至室温后用去离子水洗涤5次，抽滤干燥得到高活性多羟基酶解木质素；
[0026]S3、将15g高活性多羟基酶解木质素溶于10％氢氧化钠溶液中，完全溶解后加入40g环氧氯丙烷，温度升至60摄氏度搅拌5小时，反应结束后用蒸馏水反复洗涤3次，以去除氢氧化钠及生成的NaCl溶液，再减压蒸馏除去水和未反应的环氧氯丙烷，烘干得到生物基
环氧树脂。
[0027]实施例3
[0028]S1、从秸秆、玉米芯制备生物燃料的残渣中提取酶解木质素，称取100g酶解木质素溶解于15％的氢氧化钠溶液中，而后向氢氧化钾中加入15g亚硫酸钠，温度升至80摄氏度搅拌40分钟，然后洗涤、抽滤、干燥得到去甲基酶解木质素；
[0029]S2、再将20g去甲基酶解木质素、80g再生水杨醇加入至去离子水中，温度升至120摄氏度搅拌60分钟，冷却至室温后用去离子水洗涤5次，抽滤、干燥得高活性多羟基酶解木质素；
[0030]S3、将5g高活性多羟基酶解木质素溶于15％氢氧化钠溶液中，完全溶解后加入30g环氧氯丙烷，温度升至70摄氏度搅拌6小时，反应结束后用蒸馏水反复洗涤3次，以去除氢氧化钠及生成的NaCl溶液，再减压蒸馏除去水和未反应的环氧氯丙烷，烘干得到生物基环氧树脂。
[0031]实施例4
[0032]S1、从秸秆、玉米芯制备生物燃料的残渣中提取酶解木质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物基环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将酶解木质素溶解于碱性溶液中后，再加入亚硫酸钠，搅拌加热后进行干燥得去甲基化酶解木质素；S2、将去甲基酶解木质素、可再生水杨醇加至去离子水中继续加热搅拌，冷却至室温后用去离子水洗涤反应物，得到高活性多羟基酶解木质素；S3、再将高活性多羟基酶解木质素加入至碱性溶液搅拌至溶解，再加入环氧氯丙烷升温搅拌，将搅拌后的产品用蒸馏水洗涤若干次，再减压蒸馏除去水和未反应的环氧氯丙烷，烘干得生物基环氧树脂。2.根据权利要求1所述的一种生物基环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述酶解木质素、亚硫酸钠与可再生水杨醇的质量比为100:5
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20:60
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90。3.根据权利要求1或2所述的一种生物基环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述碱性溶液为氢氧化盐溶液，氢氧化盐溶液为氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化钾中的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐建晖，陈师岐，王杰，陈诚，党静，
申请(专利权)人：重庆市智翔铺道技术工程有限公司，
类型：发明
国别省市：