[发明专利]一种木质素/聚醚多元醇超分子复合胶黏剂及其制备方法

说明书

本发明属于胶黏剂技术领域，特别涉及一种木质素/聚醚多元醇超分子复合胶黏剂及其制备方法。本发明以工业木质素为原料，通过提纯以及分子量分级，得到具有高纯度且具有特定分子量范围的提纯木质素；然后将提纯木质素、聚醚多元醇和溶剂混合或直接上述提纯木质素和聚醚多元醇混合，4～60℃共混5～60min，得到木质素/聚醚多元醇超分子复合胶黏剂。该方法制备工艺简单高效、绿色环保，胶黏剂产品胶黏性能良好，可识别多种界面，且可循环使用，可大大提高现有胶黏剂的绿色特性。

技术领域

本发明属于胶黏剂技术领域，特别涉及一种木质素/聚醚多元醇超分子复合胶黏剂及其制备方法。

背景技术

木质素是植物中仅次于纤维素的第二大生物质资源，被誉为21世纪可被人类利用的最丰富的绿色资源之一。胶黏剂是国民经济与高科技发展不可或缺的重要材料，用途非常广泛。传统的黏合剂、酚醛胶和脲醛胶，需要苯酚、甲醛等参与反应，消耗石油资源，且甲醛容易释放污染环境。

木质素可降解、无毒害，是具有三维网状结构的天然高分子化合物，其分子中丰富的酚羟基结构以及其邻位反应活性位点等使其被用于酚醛树脂胶黏剂中，作为苯酚的替代品。近年来，有大量研究通过引入木质素这一生物质原料来改善传统胶黏剂的绿色特性，例如，Yang等人利用木质素替代苯酚，制备木质素酚醛树脂，发现利用木质素取代50％的苯酚制备的胶黏剂效果最佳，粘结强度为1MPa，甲醛释放量为0.13mg/L(J.BiobasedMater.Bioenergy,2015,9,266–272.)。因此，木质素改性的酚醛胶、脲醛胶等依然需要使用甲醛，同时存在胶黏性能不佳、甲醛释放，造成环境污染等问题。

聚醚多元醇是主链含有醚键(-R-O-R-)，端基或侧基含有大于2个羟基(-OH)的低聚物。聚醚多元醇常用于合成聚氨酯胶粘剂。不同分子量或结构单元的聚醚多元醇，具有不同的物理化学性质。比如，Fuensanta等人利用相对分子质量较大的聚醚多元醇制备的聚氨酯胶黏剂，粘度、拉伸强度、粘接强度等性能，都随分子量增加而提高(Int.J.Adhes.Adhes.,2019,88,81–90.)。但是，传统聚氨酯胶黏剂成本较高，严重依赖化石资源，并且需要使用异氰酸酯等有毒物质作为原料与聚醚多元醇反应。也有研究人员采用木质素改性聚氨酯胶黏剂，例如：Gadhave等人利用1％、3％、5％的硫酸盐木质素制备木质素-聚氨酯胶黏剂，发现随着木质素的参比增加，虽然游离的异氰酸根离子有所减少，但胶黏剂的性能逐渐降低(Int.J.Adhes.Adhes.,2019,95,102427.)。因此，木质素改性聚氨酯胶黏剂的制备当中，依然需要使用异氰酸酯等有毒物质，并且所得木质素改性聚氨酯胶黏剂胶黏性能差。

综上，传统酚醛类或脲醛类或聚氨酯类胶黏剂存在制备过程复杂、需要甲醛或异氰酸酯等有毒原料、不环保、依赖石化资源不绿色、木质素改性传统胶黏剂性能差的难题。

发明内容

为了克服上述现有技术中胶黏剂存在的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种木质素/聚醚多元醇超分子复合胶黏剂的制备方法，该方法利用木质素的三维网状结构和具有亲水-疏水两性基团的聚合物结构，采用共混工艺，将预先纯化分级后的木质素与一定分子量的聚醚多元醇嵌段共聚物进行物理共混，使其自组装形成具有优良胶黏性能的木质素/聚醚多元醇超分子复合胶黏剂，该方法有效克服了传统胶黏剂依赖石油化工产品、不绿色环保、不具有界面识别能力等问题。

本发明的另一目的在于提供上述制备方法制备得到的木质素/聚醚多元醇超分子复合胶黏剂，该胶黏剂具有高粘接强度、界面识别能力、绿色环保、可回收利用、胶黏性能优良等优点。

本发明的再一目的在于提供上述木质素/聚醚多元醇超分子复合胶黏剂的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种木质素/聚醚多元醇超分子复合胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)以工业木质素为原料，通过提纯以及分子量分级，得到具有高纯度且具有特定分子量范围的提纯木质素；