[发明专利]一种木质素/聚醚多元醇抗冲击、自愈合涂料及其制备方法

说明书

本发明属于抗冲击、自愈合涂层材料技术领域，特别涉及一种木质素/聚醚多元醇抗冲击、自愈合涂料及其制备方法。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；将部分具有高纯度且具有特定分子量范围的提纯木质素与苯乙烯混合并微纳米化，得到木质素‑苯乙烯微纳米粒子；然后在有或无溶剂条件下，将剩余具有高纯度且具有特定分子量范围的提纯木质素、木质素‑苯乙烯微纳米粒子与聚醚多元醇共混，得到木质素/聚醚多元醇抗冲击、自愈合涂料。该涂料具有良好的粘附性能，以及抗冲击、自愈合等功能，制备工艺简单高效、绿色环保，且原料廉价易得，可大大改善的绿色特性。

技术领域

本发明属于抗冲击、自愈合涂层材料技术领域，特别涉及一种木质素/聚醚多元醇抗冲击、自愈合涂料及其制备方法。

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。抗冲击复合材料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。传统的丙烯酸酯、聚氨酯等，依赖石油化工产品，且只能用于特定材质、光滑平整的表面，受到外力易被刮伤，不具备抗冲击性能与自愈合功能。

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，其分子中丰富的苯环单元、酚羟基、羧基结构使其成为具有疏水骨架的两亲性大分子。近年来，研究者通过引入木质素来提高的硬度、抗冲击强度等力学性能。

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。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，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：闫茹等人利用臭氧氧化后的木质素制备木质素基聚氨酯，使其硬度从2B上升至2H。但该方法仍需加入异氰酸酯，并且所得木质素基聚氨酯不具备抗冲击与自愈合功能(闫茹长春工业大学硕士论文木质素基漆膜材料的制备与研究)。。因此，木质素改性聚氨酯的制备当中，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粘附力不佳，不具备自愈合与抗冲击等性能。

综上，传统存在制备过程复杂、需要异氰酸酯等有毒原料、依赖石化资源不绿色的问题，而木质素改性也存在抗冲击强度差，磨损后不能自愈合等难题。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种木质素/聚醚多元醇抗冲击、自愈合涂料的制备方法，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，将预先纯化分级的木质素、木质素-苯乙烯微纳米粒子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粘附性能的木质素/聚醚多元醇抗冲击、自愈合涂料，该方法有效克服了传统依赖石油化工产品不具有自愈合、抗冲击、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/聚醚多元醇抗冲击、自愈合涂料，该涂料具有抗冲击、自愈合功能，且具有可在各种基底上使用、绿色环保、可回收利用、粘附性能优良等优点。

本发明的再一目的在于提供上述木质素/聚醚多元醇抗冲击、自愈合涂料的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种木质素/聚醚多元醇抗冲击、自愈合涂料的制备方法，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段，得到具有高纯度且具有特定分子量范围的提纯木质素；

(2)将步骤(1)制得的具有高纯度且具有特定分子量范围的提纯木质素与苯乙烯混合并微纳米化，得到木质素-苯乙烯微纳米粒子；