[发明专利]环氧树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种环氧树脂的制备方法。

背景技术

木质素是自然界中唯一能提供可再生芳香基化合物的非石油资源，其广泛存在于高等植物中，与纤维素和半纤维素粘结在一起形成植物的主要结构，木质素的数量仅次于纤维素，是世界上第二位最丰富的有机物。随着地球上石油资源的日益枯竭，环境污染的日益加重，对可再生的木质素的开发利用越来越受到人们的重视。近年来，以木质素为原料来合成或改性高分子产品逐渐被视为规模化、合理性应用木质素资源的有效途径，而目前大多数的环氧树脂都是以双酚A(学名2,2-二(4-羟基苯基)丙烷)为原料来制备的，由于双酚A具有一定毒性，会造成环境污染，因此，寻找一种新型的原料来替代双酚A具有十分重要的现实意义，由于木质素分子结构中含有大量的酚羟基、醇羟基、甲氧基、羧基、各种醚键以及共轭双键等活性基团，因此木质素在环氧树脂合成中的应用受到了研究学者的关注。

中国专利文献公开了一种名称为“一种制备木质素磺酸盐环氧树脂的方法CN101724136A），该发明专利公开的技术方案是将去除杂质的木质素磺酸盐溶液酚化，然后在碱性条件下与环氧氯丙烷合成得到环氧树脂，该方法所选用的木质素磺酸盐杂质含量高，在去除杂质的过程中易造成分子结构发生变化，使得木质素的化学活性明显降低，从而影响环氧树脂的制备，且木质素磺酸盐溶液是采用价格昂贵的酚类有毒物质进行改性，不仅生产成本高，而且污染严重，给后序的处理工作带来不便。中国专利文献公开了一种名称为“木质素自催化合成环氧树脂的方法”的发明专利（文献号为CN102675592A），该发明专利公开的技术方案是以造纸黑液中的木质素为原料，在常压低温水浴条件下，催化得到的木质素部分替代双酚A制备环氧树脂，此方法可减少造纸黑液污染的排放，实现废物利用，但是该方法只是减少双酚A的用量，其仍然是采用了双酚A为原料制备环氧树脂。中国专利文献公开了一种名称为“高沸醇木质素环氧树脂的制备方法”的发明专利（文献号为CN1637038A)，该发明专利公开的技术方案是采用高沸醇木质素加入到环氧氯丙烷溶液或者环氧氯丙烷与醇类的混合溶液中，完全溶解后再加入催化剂，经反应完全得到产物，该发明专利采用高沸醇溶剂法制备木质素时需要使用价格较高的高沸醇，工艺复杂，而且溶剂的回收需要消耗较多的能量，成本较高。

综上所述，现有技术中采用木质素制备环氧树脂的方法主要存在以下问题：第一，原料成本高，工艺复杂，生产过程对环境污染严重；第二，所用方法对木质素的分子结构影响较大，导致木质素的化学活性偏低，进而影响环氧树脂的制备。因此，针对以木质素为原料合成环氧树脂的方法，研究开发一种新的技术方案具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、低污染、低成本的制备环氧树脂的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：将羟甲基化酶解木质素与环氧氯丙烷按1:10～20的质量比混合，搅拌升温到70～90℃后加入相转移催化剂，匀速搅拌并滴加浓度为10%-30%的第一碱液，保温1～5h，用盐酸中和至中性，减压蒸馏除去过量的环氧氯丙烷，将蒸馏浓缩物水洗至中性，真空干燥后即得棕褐色固体粉末状的环氧树脂，所述相转移催化剂的添加量为羟甲基化酶解木质素与环氧氯丙烷混合总量的0.1%～0.4%，所述羟甲基化酶解木质素与第一碱液中溶质的质量比为1:0.1～0.6。

采用上述技术方案产生的有益效果在于：原料易得、工艺简单、低污染、低成本，采用本发明公开的技术方案制备得到的环氧树脂收率高，环保无毒，采用羟甲基化酶解木质素为原料制备的环氧树脂具有可降解性，力学性能佳，应用前景广泛，不仅如此，采用上述方法制备环氧树脂使得可再生的木质素资源得以有效利用，本发明公开的技术方案制备的环氧树脂可用于工程材料、涂料、胶黏剂或高分子材料的改性剂。