[发明专利]一种木质素直接替代苯酚用来合成木质素基酚醛树脂胶粘剂的方法

说明书

本发明公开了生物质高值转化利用技术领域的一种木质素直接替代苯酚用来合成木质素基酚醛树脂胶粘剂的方法，包括以下步骤：将50g玉米秸秆粉末加入500ml的经硫酸酸化的四氢糠醇(160mM)中，得到预处理料；对预处理料进行无纺布抽滤后得滤液，将滤液缓慢滴加至2000ml的蒸馏水中，得到木质素；将木质素和苯酚混合，得到混合液，向混合液中加入40ml的质量浓度为15％的氢氧化钠溶液，接着，向混合液中加入甲醛，反应结束后，得到目标产物；本发明利用酸化的四氢糠醇对原材料进行木质素的高纯度提取，制备的木质素具有较高反应活性，高活性木质素不需要对其改性，直接和苯酚混合合成木质素基酚醛树脂。

技术领域

本发明涉及生物质高值转化利用技术领域，具体为一种木质素直接替代苯酚用来合成木质素基酚醛树脂胶粘剂的方法。

背景技术

酚醛树脂是具有较高的胶合强度、耐湿性和热稳定性的聚合物材料，被广泛用在外部建筑材料胶合板中。酚醛树脂通常由石油衍生的苯酚与甲醛合成的。由于化石资源的日益枯竭、使用过程所带来的环境污染以及苯酚的毒性，亟需寻找一种可再生的替代原料。生物质中木质素具有酚类基本结构单元，具有替代苯酚的巨大潜力。用低成本和廉价的生物基代替苯酚将在降低成本方面带来巨大的好处。从可再生资源中探索苯酚替代物对可持续发展具有重要意义。

生物质中的木质素是三维、高度支化的聚合物，包含酚羟基、甲氧基、醇羟基、羧基等官能团，能够根据需要进行大量的修饰反应。由于生物质中木质素的组成成分中含有苯酚或具有其结构的类似物，许多研究尝试利用木质素代替苯酚，作为生产甲阶酚醛树脂的绿色原料，其中最常用的是碱木素、牛皮纸木素和木素磺酸盐等。但是这些木质素与苯酚相比，结构要复杂得多，反应活性较低，需要进一步改性，才能替代一部分苯酚。在此过程又重新添加能量的输入，增加能源的消耗。

目前，亟需寻找一种高活性木质素直接替代苯酚合成木质素酚醛树脂，做到既能减少苯酚等有毒物质的使用量，又能达到废物利用的目的，同时还能进一步减少木质素改性能源的消耗。

因此提出一种木质素直接替代苯酚用来合成木质素基酚醛树脂胶粘剂的方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种木质素直接替代苯酚用来合成木质素基酚醛树脂胶粘剂的方法，以解决上述背景技术中提出问题。

为实现上述目的，本发明提供如下方案予以实现：

本发明提供了一种木质素直接替代苯酚用来合成木质素基酚醛树脂胶粘剂的方法，具体包括以下步骤：

(1)原材料经过粉碎、过筛、水洗和烘干，得到原材料粉末；

(2)将50g原材料粉末加入500ml的酸化四氢糠醇中，控制反应温度为135℃，反应时间为90min，得到预处理料；

(3)对预处理料进行无纺布抽滤后得滤液，将滤液缓慢滴加至 2000ml的蒸馏水中，经过沉降、离心和干燥后得到木质素；

(4)将木质素和苯酚混合，得到混合液，向混合液中加入40ml 的氢氧化钠溶液和甲醛，分两步反应，反应结束后，得到目标产物。

优选的，步骤(1)中，所述原材料为杨木、松木、玉米秸秆中的任一种。

优选的，步骤(1)中，所述酸化四氢糠醇是通过硫酸酸化，所述硫酸的添加量为160mM/L。

优选的，步骤(4)中，所述木质素对苯酚替代率为10-50％。

优选的，步骤(4)中，所述氢氧化钠溶液的质量浓度为5-25％。

优选的，步骤(4)中，所述苯酚和甲醛的摩尔比为1:(1.4-2.2)。