[发明专利]一种双官能度反应型松香树脂及其制备方法、以及其在改善速生木材性能中的应用

说明书

本发明公开了一种双官能度反应型松香树脂及其制备方法、以及其在改善速生木材性能中的应用。本发明以氢化松香和马来酸酐为主要原料，经环氧开环、酯化等方法制备了双官能度反应型松香树脂REMG。将REMG溶解在无水乙醇中，并加入引发剂制备得到浸渍液；将速生木材放入到浸渍液中，经过浸渍、干燥和固化后制得改性速生材。本发明制备的REMG因其柔性链段含有两个双键，提高了REMG的交联程度，从而提高其与木材的结合强度，制备得到性能优异的改性速生材。本发明提供的方法简单，生产成本低，具有工业化应用前景；此外，松香为绿色可再生资源，为松香的高值化利用探索了新的途径，大大提高其附加值，具有环境友好性。

技术领域

本发明属于木材改性领域，具体涉及一种双官能度反应型松香树脂及其制备方法、以及其在改善速生木材性能中的应用。

背景技术

自古以来，木材因其自身特有的易于加工、高强重比、环境友好且纹理美观的特性而广泛应用于制浆造纸、建筑设计、室内装饰以及家具制造等各个领域。然而，由于优质木材的生长周期长，高质量木材的供应无法满足日益增长的市场需求，木材供需的矛盾尤为突出。我国对木材的需求量巨大并且逐年增长，然而我国木材资源的现状是可利用资源少、优质木材和大径材缺乏、对外依存度高，木材的安全形势较为严峻。为了缓解这一矛盾，我国大力发展人工林。速生杨木因其具有生长周期短、适应性强和产量高等优点，成为我国速生人工林的三大树种之一。然而速生杨木存在尺寸稳定性差、高吸湿性以及机械强度差等缺点，这使得速生杨木的高值化利用受到极大的限制。因此，对于速生木材的改性变得非常有必要。

速生木材改性的化学改性剂有：热固性树脂、有机单体、石蜡、乙酰化试剂、糠醇树脂、以及氮羟甲基酰胺类化合物。但它们在提高了速生木材耐水性与机械性能的同时仍存在改性剂处理温度高、容易流失及缓慢释放有害物质等问题。压密处理和高温热处理等，存在木材结构破坏和纤维素、半纤维素、木质素的热降解反应会造成木材力学强度降低。因此提供一种环保且在中低温范围内的改性方法具有极大的现实意义。

松香是一种重要的萜类林木次生代谢产物，松香独特的三环二萜刚性结构，使其具有较好的疏水性和硬度高等特点。松香的主要成分是树脂酸——以三元菲环结构为骨架，并含有两个双键的一元羧酸。基于共轭双键和羧基这两个活性基团可以发生Diels-Alder加成、氢化、聚合、酯化和异构化等反应。目前广泛应用于造纸、油墨、胶黏剂、涂料、肥皂、医药和农药等的生产上。利用松香硬度大及疏水性好的性能将其应用在木材改性领域，赋予木材一定的疏水性以及机械性能具有极大的研究意义。然而，天然松香虽然具有一定的刚性以及疏水性，但其与木材之间的结合能力不足，使其在木材领域的应用受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种双官能度反应型松香树脂及其制备方法、以及其在改善速生木材性能中的应用，以解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种双官能度反应型松香树脂(REMG)，其分子结构式如下：

上述双官能度反应型松香树脂(REMG)的制备方法，步骤如下：

S1、在催化剂的作用下，氢化松香和环氧氯丙烷进行酯化反应制得中间产物I；

S2、向中间产物I中加入马来酸酐，同时加入阻聚剂和催化剂，中间产物I与马来酸酐进行酯化反应制得中间产物II；

S3、向中间产物II中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯，并再次加入阻聚剂和催化剂，中间产物II与甲基丙烯酸缩水甘油酯进行酯化反应制得最终产物，即REMG。

作为优选的技术方案，所述催化剂为2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，所述阻聚剂为对羟基苯甲醚。

本发明的另一个目的是提供上述所述的双官能度反应型松香树脂在改善速生木材性能中的应用，步骤如下：