一种木质素腰果酚改性酚醛树脂的制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子合成与改性技术领域，具体说是一种木质素腰果酚改性酚醛树脂的制备方法，其包括如下步骤：1)将木质素与醛在碱性条件下反应生成羟甲基化的木质素，为A组分；2)将腰果酚与醛在酸性条件下反应，脱水后得到B组分；3)将酚与醛在酸性条件下反应，脱水后得到C组分；4)将A组分、B组分和酸性催化剂加入C组分，反应后脱水得到木质素腰果酚改性酚醛树脂。本发明专利技术的有益效果在于：本发明专利技术木质素腰果酚改性酚醛树脂的制备方法通过采用木质素和腰果酚对酚醛树脂进行双重改性，制备得到的改性酚醛树脂具有良好的耐热性、韧性和强度，且成本低，还具有很好的环保效益。

Preparation method of lignin modified phenolic resin with cashew nut

The present invention relates to the field of polymer synthesis and modification technology, in particular to a preparation method of lignin cardanol modified phenolic resin, which comprises the following steps: 1) the lignin and formaldehyde under alkaline conditions the reaction of hydroxymethylated lignin, A group; 2) cardanol reaction with aldehydes under acidic conditions, dehydration after B components; 3) phenol and aldehyde under acidic conditions, dehydration after C components; 4) the A component, B component and C component with acid catalyst, reaction after dehydration by lignin cardanol modified phenol formaldehyde resin. The invention has the advantages that: the invention relates to a preparation method of lignin cardanol modified phenolic resin by using lignin and phenolic resin double cardanol modified phenolic resin modified prepared with heat resistance, good toughness and strength, and low cost, but also has very good environmental protection benefit.

【技术实现步骤摘要】
一种木质素腰果酚改性酚醛树脂的制备方法
本专利技术涉及高分子合成与改性
，具体说是一种木质素腰果酚改性酚醛树脂一种木质素腰果酚改性酚醛树脂的制备方法。
技术介绍
酚醛树脂是第一个人工合成的高分子化合物，力学性和耐热性好等优良性能，在高分子材料的应用领域占有很大的比例，在国防、工农业、建筑、交通等领域得到广泛应用。但酚醛树脂存在韧性差、原料成本高且不可再生等缺点。同时，生产酚醛树脂的主要原料苯酚与甲醛是典型的石油化工产品，近年来价格飞涨。随着石油资源的短缺，其前景更不乐观。因此，采用基于可再生资源的廉价的化工原料替代或部分替代石油化工原料已引起人们的重视。木质素是可再生、非石油的芳香基化合物，在自然界中的储量仅次于纤维素，全球制浆造纸工业每年要从植物中分离出大约1.4亿吨纤维素，同时产生5000万吨左右的木质素副产品，其中95％的木质素仍以“黑液”的方式直接排入江河或浓缩后烧掉，很少得到有效利用。由于木质素分子上含有较多的醛基和羟基，羟基以醇羟基和酚羟基两种形式存在，在一定条件下可以部分替代苯酚或甲醛参与酚醛树脂的缩合反应，而且木质素是可再生的天然有机高分子物质，有效的利用木质素不仅符合可持续収展的道路，还能解决环境污染的难题。将木质素替代部分甲醛或苯酚还可以起到对酚醛树脂改性的作用，提高树脂的性能。腰果壳油(cashewnutshellliquid，CNSL)是腰果加工过程中的农业副产物，可以从腰果壳中萃取得到，其资源丰富、价格低廉、性能独特，主要成分为腰果酚，加固提炼，腰果酚的含量可达到95％以上。从其主要组分的结构可以看出，它是侧基带有不饱和脂肪链的酚类化合物，因此可以部分替代苯酚应用于酚醛树脂的生产，并已有不少相关的应用报道。间位所带的单烯烃或双烯烃长链使得腰果油既有酚类化合物的特征，又具有脂肪族化合物柔性。目前有诸多专利报道了采用木质素改性酚醛树脂的专利，如申请号为201210557028.6、201310745400.0、201210393232.9、201310259451.2、201010252819.9、201010269425.4及201310477129.7等。专利申请号为201410031616.5、201110223037.7及201110446347.5等专利公告了采用腰果酚改性酚醛树脂的技术。然而采用单一改性的方法存在一定的不足性，如单纯采用木质素改性的酚醛树脂流动性较差，韧性不好，木质素反应活性也较低，效果不佳。而单纯采用腰果酚改性的酚醛树脂耐热性不足、软化点低，强度不好。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：本专利技术的目的在于提供一种耐热性优、韧性好、成本低的木质素腰果酚改性酚醛树脂的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：提供一种木质素腰果酚改性酚醛树脂的制备方法，包括如下步骤：1)将木质素与醛在碱性条件下反应生成羟甲基化的木质素，为A组分；2)将腰果酚与醛在酸性条件下反应，脱水后得到B组分；3)将酚与醛在酸性条件下反应，脱水后得到C组分；4)将A组分、B组分和酸性催化剂加入C组分，反应后脱水得到木质素腰果酚改性酚醛树脂。优选的，上述的木质素腰果酚改性酚醛树脂的制备方法，具体包括如下步骤：1)将木质素与醛加入反应釜中，搅拌均匀，用碱调节反应液的pH为8-12，升温至80-100℃，反应1-6h，得到A组分；2)将腰果酚与醛加入另一反应釜中，搅拌均匀，用酸调节反应液的pH为2-5，升温至80-100℃，反应1-6h，脱水后得到B组分；3)将酚与醛加入第三反应釜中，搅拌均匀，用酸调节pH为2-5，在温度为70-100℃下反应1-5h，脱水后得到C组分；4)将A组分、B组分和酸加入C组分，回流反应1-5h，脱水得到木质素腰果酚改性酚醛树脂。优选的，上述的木质素腰果酚改性酚醛树脂的制备方法中，所述的木质素为木质素磺酸盐、碱木质素、酶解木质素、酸解木质素、高沸醇木质素中的一种。优选的，上述的木质素腰果酚改性酚醛树脂的制备方法中，所述的醛为35-50％的甲醛水溶液，所述酚为苯酚、甲酚和腰果酚中的一种。优选的，上述的木质素腰果酚改性酚醛树脂的制备方法中，所述酚为苯酚，所述的木质素的用量为苯酚质量的1％-30％，所述的腰果酚的用量为苯酚质量的1％-40％。优选的，上述的木质素腰果酚改性酚醛树脂的制备方法中，所述的酚和醛的总用量的摩尔比为1:0.7-1.2，所述步骤3)中的酚和醛的摩尔比为1:0.6-0.8。优选的，上述的木质素腰果酚改性酚醛树脂的制备方法中，所述的碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氧化钙、氧化锌、氧化铝、氧化镁、磷酸盐、碳酸盐中的一种或多种。优选的，上述的木质素腰果酚改性酚醛树脂的制备方法中，所述的酸选自草酸、乙酸、盐酸、硫酸、磷酸、膦酸、苯磺酸和对甲苯磺酸中的一种或多种。优选的，上述的木质素腰果酚改性酚醛树脂的制备方法中，所述步骤4)中的酸的用量为酚质量的0.1-7％。本专利技术的有益效果在于：本专利技术木质素腰果酚改性酚醛树脂的制备方法通过采用木质素和腰果酚对酚醛树脂进行双重改性，制备得到的改性酚醛树脂具有良好的耐热性、韧性和强度，且成本低，还具有很好的环保效益。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。本专利技术最关键的构思在于：在碱性条件下采用甲醛对木质素进行羟甲基化，形成羟甲基化短链聚合物，以提高木质素的反应活性；再将羟甲基化的木质素短链聚合物与低分子量的腰果酚-醛预聚物和酚醛预聚体进行进一步的缩聚反应，制备得到木质素和腰果酚双重改性的酚醛树脂。具体的，本专利技术实施方式的木质素改性酚醛树脂的制备方法，包括如下步骤：1)将木质素与醛在碱性条件下反应生成羟甲基化的木质素，为A组分；2)将腰果酚与醛在酸性条件下反应，脱水后得到B组分；3)将酚与醛在酸性条件下反应，脱水后得到C组分；4)将A组分、B组分和酸性催化剂加入C组分，反应后脱水得到木质素腰果酚改性酚醛树脂；进一步的，本专利技术的木质素改性酚醛树脂的制备方法，包括如下步骤：1)将木质素与醛加入反应釜中，搅拌均匀，用碱调节反应液的pH为8-12，升温至80-100℃，反应1-6h，得到A组分；2)将腰果酚与醛加入另一反应釜中，搅拌均匀，用酸调节反应液的pH为2-5，升温至80-100℃，反应1-6h，脱水后得到B组分；3)将酚与醛加入第三反应釜中，搅拌均匀，用酸调节pH为2-5，在温度为70-100℃下反应1-5h，脱水后得到C组分；4)将A组分、B组分和酸加入C组分，回流反应1-5h，脱水得到木质素腰果酚改性酚醛树脂。上述反应过程中，首先将木质素与甲醛在碱性条件下进行羟甲基化。其中所述的碱性条件最好是在pH为8-12的条件下，反应温度最好为80-100℃，反应时间最好为1-6h。其中，所述的木质素为木质素磺酸盐、碱木质素、酶解木质素、酸解木质素、高沸醇木质素中的一种。木质素具有一定的分子量，虽含有一些活性基团，但活性基团的含量较少，且受到空间位阻的影响，其反应活性并不高，将其直接用于改性酚醛树脂效果不好，参与化学反应的木质素含量少，大部分木质素只是以物理混合的方式分布在树脂中。本专利技术在碱性条件下用甲醛对木质素进行羟甲基化改性，提高了木质素反应活性，改性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种木质素腰果酚改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将木质素与醛在碱性条件下反应生成羟甲基化的木质素，为A组分；2)将腰果酚与醛在酸性条件下反应，脱水后得到B组分；3)将酚与醛在酸性条件下反应，脱水后得到C组分；4)将A组分、B组分和酸性催化剂加入C组分，反应后脱水得到木质素腰果酚改性酚醛树脂。

【技术特征摘要】
1.一种木质素腰果酚改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将木质素与醛在碱性条件下反应生成羟甲基化的木质素，为A组分；2)将腰果酚与醛在酸性条件下反应，脱水后得到B组分；3)将酚与醛在酸性条件下反应，脱水后得到C组分；4)将A组分、B组分和酸性催化剂加入C组分，反应后脱水得到木质素腰果酚改性酚醛树脂。2.根据权利要求1所述的一种木质素腰果酚改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)将木质素与醛加入反应釜中，搅拌均匀，用碱调节反应液的pH为8-12，升温至80-100℃，反应1-6h，得到A组分；2)将腰果酚与醛加入另一反应釜中，搅拌均匀，用酸调节反应液的pH为2-5，升温至80-100℃，反应1-6h，脱水后得到B组分；3)将酚与醛加入第三反应釜中，搅拌均匀，用酸调节pH为2-5，在温度为70-100℃下反应1-5h，脱水后得到C组分；4)将A组分、B组分和酸加入C组分，回流反应1-5h，脱水得到木质素腰果酚改性酚醛树脂。3.根据权利要求2所述的一种木质素腰果酚改性酚醛树脂的制备方法，其特征在于：所述的木质素为木质素磺酸盐、碱木质素、酶解木质素、酸解...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄世俊，罗建峰，艾生儿，翟苏宇，王堂明，毛裕辉，
申请(专利权)人：沙县宏盛塑料有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35