[发明专利]制备木质素分散体的方法和来自木质素分散体的树脂

说明书

本发明涉及制备木质素的水性分散体的改进的方法和所述悬浮体在制备树脂中的用途。

技术领域

本发明涉及制备木质素的水性分散体的改进的方法以及所述分散体在制备树脂中的用途。

根据本发明的方法制备的木质素分散体可用于制造基于木质素的树脂，比如基于木质素的酚醛树脂，其例如在层压材料、胶合板、单板层积材、定向刨花板和绝缘物品的制造中是特别有用的。

背景技术

木质素(一种芳族聚合物)是例如木材中的主要成分，其是地球上仅次于纤维素的最丰富的碳源。近年来，随着从制浆过程中以高度纯化的、固态的以及颗粒化的形式提取木质素的技术的开发和商业化，其作为目前来源于石化工业的主要为芳族化学品前体的可能的可再生替代物已经吸引了大量的关注。

作为酚醛树脂粘合剂的生产期间的苯酚(酚)的合适的替代物，木质素(其为多环芳族网络)已经被广泛研究。其用于制造结构木产品，比如胶合板、定向刨花板和纤维板。在这些粘合剂的合成期间，苯酚(其部分/全部地被木质素替代)与甲醛在碱性或酸性催化剂的存在下反应以形成高度交联的芳族树脂，其叫做酚醛树脂清漆(novolacs)(当使用酸性催化剂时)或热固性酚醛树脂(resoles)(当使用碱性催化剂时)。

在将木质素并入树脂制剂/合成中时，木质素可作为粉末使用。木质素也可以“液体形式”在碱溶液中使用以避免木质素粉尘(dust)。如果粉末木质素的水分含量相对较低(0-15％)，其可为粉尘状的并且可能产生呼吸危害。如果固体物的水分含量相对较高(20-40％)，其可为粘性的或成块的且难以以可靠且定量的方式转移。

在制备包含木质素的树脂时的一个问题在于确保通过将木质素充分地悬浮或溶解在合适的液体介质中来完全利用木质素固有的反应性。在现有技术中，这通常已经通过在其中加入木质素的水性介质中使用碱来解决。

EP2758457涉及一种方法，其包括以下步骤：在30-70℃的温度的加热下，形成包含碱和木质素的水性分散体，以及在50-95℃的温度下加热所形成的分散体来生产碱化的(alkalated)木质素，其中所述碱包括碱金属的氢氧化物。

在制备包含木质素的树脂的现有技术方法中，将碱加入至水性介质，随后向水性介质加入木质素。由于木质素通常以干粉末的形式提供，向水性介质加入木质素可能造成溅洒，即当干粉末木质素的料块落入罐或反应器中的水性介质中时，碱性介质可能溅洒，这在进行木质素的加入时可能涉及安全风险。

需要使制备木质素在水性介质中的分散体、特别是用于制备树脂的方法易于进行。

发明内容

现已令人惊奇的发现，可在不向水性介质(木质素分散在其中)加入碱的情况下，制备木质素的分散体。此外，已令人惊奇的发现，可在不向水性介质施加加热的情况下获得分散体。

因此，本发明涉及制备木质素在水性介质中的分散体的方法，其包括以下步骤

a)提供pH为1至7的水性介质；

b)将木质素加入至水性介质；

c)混合，直到获得木质素在水性介质中的分散体。

为制备树脂，步骤a)至c)后接以下步骤：

d)向水性介质加入碱、苯酚和/或甲醛；

e)将步骤d)的混合物保持在30℃至95℃的温度下至少30分钟。

因此，本发明还涉及树脂以及所述树脂在制造层压材料、胶合板、定向刨花板(OSB)、单板层积材(LVL)、绝缘物品和其他工程木产品中的用途。本发明还关注这样使用所述树脂制造的的层压制品和工程木产品。

具体实施方式