本发明专利技术提供了一种木质素酚醛树脂预聚体的制备方法，包括以下步骤：将木质素类化合物、酚类化合物和酸性催化剂混合，加热至180~350℃进行反应，得到混合反应液；将所述混合反应液与甲醛混合，缩聚反应后得到木质素酚醛树脂预聚体。本发明专利技术以酚类化合物为溶剂，通过酸性催化剂提供的酸性环境，并在180~350℃高温条件下破坏木质素类化合物分子链上的双键和醚键，减小了木质素类化合物的分子量；同时，苯酚分子连接到木质素的羟甲基活性基团上，提高了木质素分子的化学反应活性，从而提高了木质素酚醛树脂预聚体的反应活性，使得到的木质素酚醛树脂流动性以及耐热性好，强度较高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于酚醛树脂
，具体涉及一种木质素酚醛树脂预聚体及其制备方法、一种木质素酚醛树脂及其制备方法。
技术介绍
酚醛树脂也叫电木，又称电木粉，具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。目前酚醛树脂的制备方法主要是由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚，经中和、水洗而制成，但是由于上述反应中苯酚和甲醛反应不完全，酚醛树脂中会残留未反应完全的苯酚和甲醛，游离酚和游离醛释放到空气中会影响大气环境和人体健康。木质素又称木素，是植物体内普遍存在的一类芳香性高聚物，木质素分子中含有芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、甲氧基、羧基和共轭双键等多种活性官能团。木质素与纤维素、半纤维素黏结在一起构成植物的主要结构，具有强化木质纤维的作用，其数量仅次于纤维素，为植物界第二丰富的有机高聚物。木质素在木材中的含量一般为20% 40%，禾本科植物中木质素含量一般比木材低，为15% 25%。木质素来源丰富，为可再生资源，据估计，其全球每年的产量约为6 X IO5亿吨，是自然界能够提供可再生芳香基化合物的非石油资源，而且可降解、无毒等优点，因此被视为优良的绿色环保型化工原料。技术人员研究发现，以木质素作为合成酚醛树脂的原料，得到木质素改性的酚醛树脂，可以有效降低对环境的污染。但由于木质素本身的活性较低加之分子量非常大，一般不能将其直接用来合成酚醛树脂。通常的方法是对其进行羟甲基化改性或酚化改性。但采用该种方法在制备木质素改性的酚醛树脂时，木质素分子的化学反应活性较低，并且得到的改性的酚醛树脂流动性以及耐热性差，将其应用于砂轮片等耐磨材料中时，强度较低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种木质素酚醛树脂预聚体及其制备方法、一种木质素酚醛树脂及其制备方法，采用本专利技术所提供的方法得到的木质素酚醛树脂流动性以及耐热性好，强度较高。本专利技术提供了一种木质素酚醛树脂预聚体的制备方法，包括以下步骤A)将木质素类化合物、酚类化合物和酸性催化剂混合，加热至18(T350°C进行反应，得到混合反应液；B)将所述混合反应液与甲醛混合，缩聚反应后得到木质素酚醛树脂预聚体。优选的，所述木质素类化合物与酚类化合物的质量比为1: (O. f 2)。优选的，所述木质素类化合物为碱木质素、高沸醇木质素、酶解木质素、木质素磺酸盐或木质素衍生物。优选的，所述酚类化合物为苯酚、甲酚、二甲酚、壬基苯酚、间苯二酚或腰果酚。优选的，所述酸性催化剂为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、草酸、苯磺酸、对甲苯磺酸或甲磺酸。优选的，所述甲醛与酚类化合物的摩尔比为(O. Γ0.8) :1。优选的，所述步骤A)中反应的时间为l 9h。本专利技术还提供了一种由本专利技术提供的制备木质素酚醛树脂预聚体的制备方法制备的木质素酚醛树脂预聚体。本专利技术还提供了一种木质素酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤将本专利技术所提供的木质素酚醛树脂预聚体、甲醛和酸性催化剂混合，缩聚反应，得到木质素酚醛树脂。本专利技术还提供了一种由本专利技术提供的制备木质素酚醛树脂的制备方法制备的木质素酚醛树脂。与现有技术相比，本专利技术将木质素类化合物、酚类化合物和酸性催化剂混合，力口热至18(T350°C进行反应，得到混合反应液；将所述混合反应液与甲醛缩聚反应，得到木质素酚醛树脂预聚体。本专利技术以酚类化合物为溶剂，通过酸性催化剂提供的酸性环境，并在18(T350°C高温条件下破坏木质素类化合物分子链上的双键和醚键，减小了木质素类化合物的分子量；同时，苯酚分子连接到木质素的羟甲基活性基团上，提高了木质素分子的化学反应活性，从而提高了木质素酚醛树脂预聚体的反应活性，使得到的木质素酚醛树脂流动性以及耐热性好，强度较高。结果表明，本专利技术所制备的木质素酚醛树脂在150°C时测得树脂凝胶时间>6min，聚合速度> 50s，在13 0°C时流动度> 30mm ;按照YB/T41331-2005的标准规定，测定其树脂残炭率> 50. 13% ;以上述木质素酚醛树脂为原料制备的砂轮切割片进行强度测试试验，砂轮的破裂线速度> 70m/s，与六棱钢的切割比> O. 94。具体实施例方式本专利技术提供了一种木质素酚醛树脂预聚体的制备方法，包括以下步骤A)将木质素类化合物、酚类化合物和酸性催化剂混合，加热至18(T35(TC进行反应，得到混合反应液；B)将所述混合反应液与甲醛混合，缩聚反应后得到木质素酚醛树脂预聚体。本专利技术首先将木质素类化合物、酚类化合物和酸性催化剂混合，加热至18(T350°C进行反应，得到混合反应液。在本专利技术中，所述混合反应液按照如下具体方法得到将木质素类化合物、酚类化合物和酸性催化剂混合放入高压反应釜中，采用高纯氮气置换所述高压反应釜中的空气；加热所述高压反应釜至18(T350°C，所述木质素类化合物、酚类化合物和酸性催化剂在高压反应釜中进行裂解和酚化反应，得到混合反应液。首先，将木质素类化合物、酚类化合物和酸性催化剂混合。所述木质素类化合物优选为碱木质素、高沸醇木质素、酶解木质素、木质素磺酸盐或木质素衍生物，更优选为碱木质素或木质素磺酸盐；所述酚类化合物优选为苯酚、甲酚、二甲酚、壬基苯酚、间苯二酚或腰果酚，更优选为苯酚；所述酸性催化剂优选为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、草酸、苯磺酸、对甲苯磺酸或甲磺酸，更优选为磷酸、硫酸或草酸。本专利技术对木质素类化合物、酚类化合物以及酸性催化剂的来源没有特殊要求，可以为一般市售。本专利技术对所述混合的顺序没有特殊要求，优选先将木质素类化合物与酚类化合物混合均匀后，加入酸性催化剂。其中，木质素类化合物与酚类化合物的质量比为1:(0.1-2)，优选为1: (0.5-1.5)，更优选为1: (O.8-1.2)。所述酸性催化剂为草酸时，所述草酸与酚类化合物的质量比优选为(1)100，更优选为(2 4) :100 ;所述酸性催化剂为磷酸时，磷酸与酚类化合物的质量比优选为(1飞):100，更优选为(2 4):100;所述酸性催化剂为硫酸时，硫酸与酚类化合物的质量比为(O.3-2) :100，更优选为(O.5-1.5) :100。在本专利技术中，将木质素类化合物、酚类化合物与酸性催化剂混合后放入高压反应釜中，采用高纯氮气置换所述高压反应釜中的空气，防止上述原料物质在高温高压条件下被空气中的氧气氧化。将含有木质素类化合物、酚类化合物与酸性催化剂在高压反应釜加热至18(T350°C，优选为20(T320°C，更优选为25(T300°C。将混合后的木质素类化合物、酚类化合物与酸性催化剂加热到上述温度区间时，已到达酚类化合物的沸点，酚类化合物在高压反应釜内汽化，产生压力。因此，在酸性催化剂提供的酸性环境，并在18(T350°C高温条件下，木质素类化合物分子链上的双键和醚键裂解，减小了木质素类化合物的分子量；同时，酚类化合物分子连接到木质素类化合物的羟甲基活性基团上，提高了木质素类化合物分子的化学反应活性，本专利技术木质素类化合物的酚化反应在高温高压条件下进行，与现有的酚化反应相比，会产生不同的酚化效果，即具有较高的木质素活化程度和木质素分子链断裂程度，因此，所制备的木质素酚醛树脂预聚体制备的木质素酚醛树脂流动性以及耐热性好，所述木质素酚醛树脂应用于砂轮切割片等本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种木质素酚醛树脂预聚体的制备方法，包括以下步骤：A）将木质素类化合物、酚类化合物和酸性催化剂混合，加热至180~350℃进行反应，得到混合反应液；B）将所述混合反应液与甲醛混合，缩聚反应后得到木质素酚醛树脂预聚体。
【技术特征摘要】
1 一种木质素酚醛树脂预聚体的制备方法，包括以下步骤A)将木质素类化合物、酚类化合物和酸性催化剂混合，加热至18(T35(TC进行反应，得到混合反应液；B)将所述混合反应液与甲醛混合，缩聚反应后得到木质素酚醛树脂预聚体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述木质素类化合物与酚类化合物的质量比为I (0.1 2)。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述木质素类化合物为碱木质素、高沸醇木质素、酶解木质素、木质素磺酸盐或木质素衍生物。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酚类化合物为苯酚、甲酚、二甲酚、壬基苯酚、间苯二酚或腰果酚。5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：江成真，焦峰，董岳，徐秋实，
申请(专利权)人：山东圣泉化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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