[发明专利]一种木质素改性的高分子相容添加剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子相容添加剂(高分子材料用的添加剂抓相容剂)技术领域，更具体涉及一种木质素改性的高分子相容添加剂及其制备方法。

背景技术

随着高分子科学的发展，高分子材料成为人们衣、食、住、行不可或缺的重要材料。但是大部分高聚物都是依赖石油化学产品衍生而来。石油、煤炭等矿物、化石原料资源日益减少，可再生资源的开发、应用成为人们关注的目标。复合材料发展迅速，但是材料的相溶性直接影响极性不同原料的复合效果，单纯木质素和其他高分子材料复合时，复合材料的某些性能不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种木质素改性的高分子相容添加剂及其制备方法，利用溶剂型木质素或它的衍生物为主要原料，解决了原有木质素分子结构中极性基团不足，难以和极性聚合物相容、影响木质素一极性高聚物复合材料性能所带来的缺陷，又可以降低高分子复合材料的成本；并且加工工艺简单、容易实施，改性效果良好。

本发明的高分子相容添加剂为用氯气改性木质素或它的衍生物得到的氯化木质素或它的衍生物。其技术方案如下：

(一)原料配方：

水                               50-70份

木质素或它的衍生物               1-10份

氯气                             1-8份。

(二)制备工艺：

制备方法的具体工艺为：

1)依照所述配方，称取1-10份木质素或它的衍生物，50-70份水加入到搪玻璃反应釜，搅拌10-30min；

2)通氮气3-10min，驱赶空气，通入1-8份的氯气，密闭反应釜；

3)搅拌并保持温度20-50？，反应1.0-2.0h，

4)出料，沉降，抽滤，水洗，烘干，得到所述的木质素改性的高分子相容添加剂。

本发明的显著优点：

本发明采用的溶剂型木质素是从生物质原料或经过生物炼制制备生物天然气、功能性多糖或生物酒精的残渣中采用溶剂法分离提取的木质素，提取过程没有经过高温、高压等工序，较好地保留了天然木质素的化学活性，得到的木质素纯度高，其灰分含量小于3％，远远低于木质素磺酸钙。溶剂型木质素的原料是可以利用农林废弃物或生物质炼制产业的废弃残渣，制造成本较低。

由于溶剂型木质素较好地保留了天然木质素的化学活性。在一定的条件下，溶剂型木质素可以制得醛类，酚类，环氧化或异氰酸酯衍生物，可以根据不同类型高聚物相容剂的需要，挑选合适类型的溶剂型木质素或它的衍生物制备相应的相容剂。

溶剂型木质素及其衍生物作为制备高分子相容剂的重要原料可以减少石油化工原料的用量，可以充分利用木质素可再生资源，有利于可持续发展。

溶剂型木质素或其衍生物制备高分子相容剂中氯的含量可根据高分子相容剂性能的需要决定，一般可在5-30％之间，其结果大大改善了木质素和极性高聚物之间的亲和性能，提高木质素-高聚物复合材料的力学性能，与单纯木素相比，氯化木质素及其衍生物制备高分子相容添加剂不仅加工工艺简单、容易实施，而且可以扩大木质素改性聚合物的应用范围，提高产品的竞争力。

为更好地利用生物质资源、降低生产成本，本发明选用溶剂型木质素及其衍生物制备高分子相容添加剂。溶剂型木质素相比其他方法提取的木质素，在结构上含有丰富的酚羟基，并能较好的保留各种活性基团，具有更高的化学活性。溶剂型木质素苯环上面的活泼氢为其与氯气反应提供了基础，得到的氯化木质素极性增强，增加与带有极性基团高聚物的相容性，提高复合材料的性能。

附图说明

图1是对比应用实施例2的注塑机进行注塑(注塑机注塑过程也相当于一次混合)整个流程图。

具体实施方式

原料配方：

水                               50-70份

木质素或它的衍生物               1-10份

氯气                             1-8份。

木质素为溶剂型木质素，所述溶剂型木质素是采用溶剂法从生物质原料(如木片，竹子或草木秸秆等等中的一种或几种)中提取，或由生物质原料发酵制备生物天然气、乙醇、丁醇、丙酮或提取功能性多糖后的残渣中提取得到的木质素材料。

溶剂型木质素的衍生物是经过溶剂型木质素与醛类、环氧化合物、异氰酸酯、酚类的化学反应或溶剂型木质素与其他高分子单体接枝共聚形成的。