[发明专利]一种用于发泡的生物油改性酚醛树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于发泡的生物油改性酚醛树脂的制备方法，属于生物质基高分子材料技术领域。

背景技术

随着经济的发展，石化资源被大量消耗，由此带来的石化资源紧缺及环境污染问题越来越被人们所关注，利用生物质资源替代石油基产品已经成为世界各国的发展战略。酚醛泡沫是一种性能优异的保温材料，以其难燃，低烟雾，遇火无洒落物等优点而受到广泛重视，是建筑、电器、石油化工等行业性能优异的隔音、轻质、节能材料。然而由于前躯体可发泡性酚醛树脂的制备原料来自石油等矿物质材料，作为石油化工类的下游产品受到资源的限制，加快了对矿物质资源的消耗，生产过程中也会对环境造成污染。生物油是木质生物质原料如针叶材、阔叶材或木质产品废料如废弃人造板、锯末，经过催化热裂解液化得到的富含多酚类化合物及含有少量醛类化合物的液体产物，可以成为酚醛树脂制备的良好原料，目前尚未见用生物油制备可发泡性酚醛树脂的报道。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于发泡的生物油改性酚醛树脂的制备方法，用生物油部分替代石化资源中的苯酚和甲醛，作为原料，以生产用于发泡的酚醛树脂，实现木质生物质资源的高效、高值化利用，降低酚醛泡沫材料的生产成本。

本发明提出的用于发泡的生物油改性酚醛树脂的制备方法，所用的原料中各组分的质量份如下：

制备方法包括以下步骤：

(1)将按上述比例称重的多聚甲醛、生物油和碱性催化剂加入反应容器中，在65-75℃下反应20-30分钟，得到羟甲基化生物油；

(2)在上述羟甲基化生物油中加入按上述比例称重的苯酚，升温至80-90℃，在90-120分钟内，分次加入按上述比例称重的尿素，反应20-30分钟，用酸中和剂，调整树脂pH值在6.8-7.2之间，得到用于发泡的生物油改性酚醛树脂。

上述制备方法中，所述的碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钾或氨水中的任意一种。

本发明提出的用于发泡的生物油改性酚醛树脂的制备方法，具有以下优点：

1、本发明制备方法，将生物油中的活性成分引入到产物分子链中，改善了树脂的性能，具有固含量高、粘度适宜、活性高、稳定性好等特点；

2、本发明制备方法，可以充分利用生物质资源，拓宽了生物油的应用领域，同时实现了对生物油的高效和高值化利用；

3、本发明制备方法，与已有的制备酚醛树脂的方法相比，减少了苯酚、甲醛等石化资源的用量，其中苯酚的减少量最高可达50％，甲醛减少量最高可达20％，因此既降低了产品的生产成本，又有利于环境保护；

4、本发明制备方法，与已有的制备酚醛树脂的方法相比，省去了树脂制备过程中的脱水工艺，依然能够达到发泡材料所需要的固含量和粘度的要求，简化了工艺过程，进一步降低生产成本，而且节约能耗。

5、本发明制备方法，工艺简单易实施，有利于工业化大规模生产，所制备的树脂无需脱水即可在温和条件下发泡成型。

具体实施方式

本发明提出的用于发泡的生物油改性酚醛树脂的制备方法，所用的原料中各组分的质量份如下：

制备方法包括以下步骤：

(1)将按上述比例称重的多聚甲醛、生物油和碱性催化剂加入反应容器中，在65-75℃下反应20-30分钟，得到羟甲基化生物油；

(2)在上述羟甲基化生物油中加入按上述比例称重的苯酚，升温至80-90℃，在90-120分钟内，分次加入按上述比例称重的尿素，反应20-30分钟，用酸中和剂，调整树脂pH值在6.8-7.2之间，得到用于发泡的生物油改性酚醛树脂。

上述制备方法中，所述的碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钾或氨水中的任意一种。

本发明方法中所用的生物油，可以是木质生物质原料如针叶材、阔叶材或木质产品废料如废弃人造板、锯末，经过催化热裂解液化得到的富含多酚类化合物及含有少量醛类化合物的液体产物。本发明实施例中，所用的生物油由北京林业大学生产。

本发明方法中所用的碱性催化剂，可以为氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钾、氨水等等。可以将其配成质量浓度为30-50％的水溶液使用。

本发明方法中的酸中和剂，可以为盐酸、磷酸、硫酸、甲酸、乙酸中的任意一种。

以下介绍本发明方法的实施例：

实施例1

(1)将70g多聚甲醛、65g生物油和12g氢氧化钠加入反应容器中，在75℃下反应20分钟，得到羟甲基化生物油；