[发明专利]一种固体环氧树脂的清洁化生产工艺

说明书

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种固体环氧树脂的清洁化生产工艺。步骤包括：使用酸提醇沉法从造纸黑液中提取木质素；再用甲醛水溶液将其改性为羟甲基化木质素，而后用腰果酚将其进一步改性为腰果酚改性木质素。将腰果酚改性木质素、环氧氯丙烷、相转移催化剂加入反应釜，一边搅拌一边添加碱液进行反应。将所得溶液用烯盐酸调至中性，减压蒸馏除去过量的环氧氯丙烷后水洗至中性，真空干燥，即得固体粉末状环氧树脂。本发明以造纸业废液、腰果酚为原料，无毒可降解，节能环保，同时改善了环氧树脂韧性不足的问题，且制备的环氧树脂的收率高达99％以上，环氧值也达到较为理想的状态。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种固体环氧树脂的清洁化生产工艺。

背景技术

环氧树脂具有优良的化学化工性能：收缩率低、粘结强度大、机械强度高、电绝缘性好等，被广泛应用于生产生活的各个领域。但其生产原料，大部分都来源于石油化工，对石油依赖程度非常高，且应用范围最广的双酚A型环氧树脂，双酚A有毒，污染环境且有害人体健康。因此，利用新材料制备高性能的环氧树脂是现今的重点研究方向。

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，广泛存在于高等植物中，与纤维素、半纤维素共同组成了植物的主要结构，其数量仅此于纤维素，是世界上含量排名第二的有机物。随着地球上石油资源的日益枯竭，人们对可再生的木质素的开发利用愈发重视。而木质素中含大量酚羟基、醇羟基、甲氧基、羧基等活性基团，其在环氧树脂的合成中显然可以发挥重要作用。

同时，造纸业产生的黑液中，存在大量木质素，所谓造纸黑液，就是把植物中用于造纸的纤维素提取分离后，剩下的碱性黑色液体。以往观念中，一般认为黑液是废液，直接进行焚烧处理，浪费大量能量且对环境造成二次污染。如果将这部分木质素提取并用于合成环氧树脂，将一举多得。

目前利用木质素合成环氧树脂，主要有两种方式。一种是直接利用木质素合成环氧树脂，但普遍存在环氧值偏低等问题。另一种是对木质素进行各种各样的改性，再利用改性后的木质素合成环氧树脂，但普遍存在木质素化学活性偏低、合成的环氧树脂韧性不足等问题。因此，针对以木质素为原料合成环氧树脂的方法，开发一种新的技术方案具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种固体环氧树脂的清洁化生产工艺。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种固体环氧树脂的清洁化生产工艺，包括如下步骤：

(1)从造纸黑液中提取木质素，将造纸黑液与无水乙醇按体积比为1:1～1:1.5混匀，45～75℃下进行初次水浴1～3h，静置分层，取上清液；将上清液蒸发去除乙醇后，缓慢添加浓硫酸或浓硝酸pH＝2，而后将该溶液在45～75℃下再次水浴加热6～7h，至溶液中不再有更多沉淀产生，将溶液及沉淀进行离心，干燥离心所得固体，即得木质素；

(2)腰果酚改性木质素，将上述步骤(1)所得木质素与35％的甲醛水溶液按质量比为1:1混匀，使用氢氧化钠调节pH为12，在95℃下搅拌反应3h，得羟甲基化木质素；

再加质量为上述木质素质量一半的腰果酚，95℃下搅拌反应，反应完全后，用稀盐酸调节溶液pH＝2，沉淀得腰果酚改性木质素；

(3)将腰果酚改性木质素与环氧氯丙烷按质量比为1:6～20加入反应釜，搅拌并升温到50～100℃，加入质量为腰果酚改性木质素质量5％的相转移催化剂；随后一边搅拌一边加入碱液，1g腰果酚改性木质素添加1～10ml碱液，保温1～5h，将所得溶液用稀盐酸调至中性，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，即得固体粉末状环氧树脂。

优选的，步骤(1)所述的造纸黑液与无水乙醇体积比为1:1，初次和再次水浴温度均为75℃，初次和再次水浴时间均为3h。

优选的，步骤(3)所述碱液为10％的氢氧化钠。