一種用腐植酸合成基礎樹脂的方法
2023-05-27 11:21:51 3
專利名稱：一種用腐植酸合成基礎樹脂的方法
技術領域：
本發明屬於基礎樹脂合成技術領域，具體是涉及一種用腐植酸先鹼催化後酸催化合成基礎樹脂的方法。
背景技術：
基礎樹脂是複合材料重要的合成原料之一。酚醛樹脂是其中一類重要的基礎樹月旨，具有耐酸鹼、耐寒、阻燃、電氣絕緣、尺寸穩定等優良性能，在包裝、建材、機電、環保、交通等領域有著廣泛的應用，已成為工業生產不可缺少的材料。傳統的酚醛樹脂是由苯酚、間苯二酚、間甲酚等與醛類物質交聯合成的，而這些酚類物質會對環境造成汙染。腐植酸(Humic acid)，又稱胡敏酸，是一種自然界中廣泛存在的天然有機高分子物質，是腐殖質的主要成分。腐植質是由生物死亡後經生物降解產生，是土壤、泥炭、煤以及溪流、湖泊、海洋等水體中的主要有機成分。腐植酸不是一個單一物質，而是一個複雜的含有羧基、酚羥基等官能團的混合物，可以表現出二元酸或偶爾三元酸的性質。腐植酸廣泛應用於農業、石油、化工、建材、醫藥、環保等幾十個行業。由於腐植質在生態系統中起著重要的作用，包括我國在內的許多國家已禁止森林腐植質的商業性開發，目前生產中所用的腐植酸主要來自褐煤、風化煤和泥炭，稱為礦源腐植酸，還有一部分是通過農林廢棄物的生物發酵法製取得到的，稱為生化腐植酸。與苯酚、間苯二酚、間甲酚等用於合成酚醛樹脂的簡單酚類物質相比，腐植酸不但生產成本低，而且環境兼容性好，特別是生化腐植酸由生物質加工而來，屬於生物基產品，具有可再生性，替代化石基產品是未來必然的發展趨勢，具有很好的應用前景。現有技術中以腐植酸為原料合成樹脂需要先用苯酚、對苯二酚或鄰苯二酚對腐植酸進行修飾，然後通過熱固化作用，在110 180°c的溫度下對修飾後的腐植酸進行交聯聚合。生產工藝中需要使用苯酚、對苯二酚或鄰苯二酚等酚類物質，而這些物質會對環境造成汙染，需要配套的廢水處理工藝，使得整個生產工藝變得複雜，也增加了生產成本。若能在加工中不使用這些酚類物質，則可大大降低汙染風險和生產成本，但現有技術中尚未見有相關報導。
發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種腐植酸基基礎樹脂的合成方法，利用腐植酸，通過醛類 物質交聯，經過鹼一酸兩步催化而合成基礎樹脂。合成工藝中不必添加苯酚、對苯二酚或鄰苯二酚等酚類物質，從而有效避免這些酚類原料使用對環境造成的汙染，同時也降低了樹脂生產對石油的依賴性。本發明的目的通過以下技術方案予以實現。除非另有說明，本發明所採用的百分數均為質量百分數；份數為質量份數。一種用腐植酸合成基礎樹脂的方法，包括以下步驟:(I)腐植酸水溶液製備:將100份腐植酸放入反應器，加入1000 5000份的去離子水，調節pH值至10 12，使腐植酸充分溶解製得濃度為20 100g/L的腐植酸水溶液；(2)在製得的腐植酸水溶液中加入140 600份交聯劑，調節pH值至7 12，升溫至60 100°C，鹼催化反應3 24小時；(3)步驟(2)完成鹼催化反應後得到的物料先調節pH值至I 3，然後在60 100°C條件下酸催化反應0.5 6小時，再經離心或過濾後得到腐植酸基基礎樹脂。所述的交聯劑為甲醛、多聚甲醛、乙二醛、戊二醛或糠醛中的一種或多種的任意組
入
口 ο相對於現有技術，本發明具有以下優點:1、該方法以腐植酸為主要原料，以醛類物質為交聯劑，通過鹼一酸兩步催化法合成基礎樹脂，不使用苯酚、對苯二酚或鄰苯二酚等酚類物質，從而克服了現有技術中使用這些酚類物質對環境帶來的汙染以及樹脂生產對石油的依賴性，是一種環保節能的基礎樹脂合成方法。2、現有技術採用110 180°C的熱固化進行交聯共聚，產品只能是固體，而本發明所製成的腐植酸基基礎樹脂呈凝膠狀，可直接乾燥後利用，或作為原料合成複合材料，適用於包裝、建材、機電、環保、交通等領域。
圖1為本發明用腐植酸經過鹼一酸兩步催化合成基礎樹脂的工藝流程圖。
具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。但附圖和實施例僅僅用於理解本發明，並不是對本發明技術方案的限定。實施例1如圖1所示，取腐植酸IOg放入容積為500mL的反應器，加入200mL去離子水，用KOH調節至pHll，使腐植酸充分溶解，然後加入40mL濃度為37%的甲醒，用NaOH調節pH至11，升溫至60°C，反應24小時後用H2SO4調節pH至2，繼續60°C下反應6小時後出料，自然冷卻後5000g離心加速度離心5分鐘，棄去上清液得到腐植酸基基礎樹脂。實施例2如圖1所示，取腐植酸IOg放入反應器，加入IOOmL去離子水，用NaOH調節至pH12，使腐植酸充分溶解，然後加入50%戊二醛60mL，用NaOH調節pH至12，置於95°C恆溫下反應3小時，然後用HCl調節pH至1，繼續95°C下反應2小時後出料，自然冷卻後5000g離心加速度離心5分鐘，棄去上清液得到腐植酸基基礎樹脂。實施例3如圖1所示，取腐植酸IOg放入反應器，加入200mL去離子水，用NaOH調節至pH12，使腐植酸充分溶解，然後加入99%糠醛60mL，用NaOH調節pH至10，置於90°C恆溫下反應6小時，然後用H3PO4調節pH至3，繼續95°C下反應I小時後出料，自然冷卻後5000g離心加速度離心5分鐘，棄去上清液得到腐植酸基基礎樹脂。實施例4如圖1所示，取腐植酸IOg放入反應器，加入400mL去離子水，用NaOH調節至pHIO，使腐植酸充分溶解，然後加入15g多聚甲醛，用NaOH調節pH至12，置於60°C恆溫下反應12小時，然後用苯磺酸調節pH至2，繼續60°C下反應6小時後出料，自然冷卻後5000g離心加速度離心5分鐘，棄去上清液得到腐植酸基基礎樹脂。實施例5如圖1所示，取腐植酸IOg放入反應器,加入400mL去離子水,用NaOH調節至pH12,使腐植酸充分溶解，然後 加入20mL濃度為37%的甲醛、5mL濃度為99%的糠醛和12mL濃度為50%的戊二醛，用NaOH調節pH至7，升溫至100°C，鹼催化反應3小時，然後用草酸調節pH至2，繼續100°C下反應0.5小時後出料，自然冷卻後過濾，濾渣即為腐植酸基基礎樹脂。
權利要求
1.一種用腐植酸合成基礎樹脂的方法，包括以下步驟: (1)腐植酸水溶液製備:將100份腐植酸放入反應器，加入1000 5000份的去離子水，調節PH值至10 12，使腐植酸充分溶解製得濃度為20 100g/L的腐植酸水溶液； (2)在製得的腐植酸水溶液中加入140 600份交聯劑，調節pH值至7 12，升溫至60 100°C，鹼催化反應3 24小時； (3)步驟(2)完成鹼催化反應後得到的物料先調節pH值至I 3，然後在60 100°C條件下酸催化反應0.5 6小時，再經離心或過濾後得到腐植酸基基礎樹脂。
2.根據權利要求1所述的用腐植酸合成基礎樹脂的方法，其特徵在於:所述的交聯劑為甲醛、多聚甲醛、乙二 醛、戊二醛或糠醛中的一種或多種的任意組合。
全文摘要
本發明公開了一種用腐植酸合成基礎樹脂的方法。該方法以腐植酸為基礎原料，以醛類物質為交聯劑，在不添加簡單酚類物質的情況下，通過首先鹼催化然後改為酸催化的兩步催化合成法合成腐植酸基基礎樹脂。該方法中，可作為交聯劑的醛類物質有甲醛、多聚甲醛、乙二醛、戊二醛、糠醛等。該方法合成基礎樹脂凝膠具有環保節能、操作簡單，易於工業化生產等優點。
文檔編號C08G8/34GK103193946SQ20131015749
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月28日 優先權日2013年4月28日
發明者姚增玉, 周咪, 戚建華 申請人:西南林業大學