[发明专利]一种木质素基丙烯酸树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种以生物质木质素为原料生产的生物基丙烯酸树脂，属于生物质资源高附加值利用和丙烯酸树脂涂料技术交叉领域，公开了一种木质素基丙烯酸树脂及其制备方法。按重量份数计，所述木质素基丙烯酸树脂的原料组成为：丙烯酸改性木质素10～30份、丙烯酸单体60～70份、有机硅单体5～10份、乳化剂1～5份、引发剂0.1～0.5份、消泡剂0.2～0.4份和去离子水80～120份。本发明生产的丙烯酸树脂具有生产成本较低、绿色环保、成膜后强度高和抗紫外线等优点。

技术领域

本发明属于生物质资源高附加值利用和丙烯酸树脂涂料交叉技术领域，尤其涉及一种木质素基丙烯酸树脂及其制备方法。

背景技术

木质素是一类复杂的有机聚合物，是维管植物和一些藻类的支持组织中形成重要结构的材料。木质素在细胞壁的形成中是特别重要的，特别是在木材和树皮中，因为它们赋予刚性并且不容易腐烂。木质素是交叉链接的酚聚合物，含有丰富的羟基和酚羟基官能团。木质素以及它们的衍生物可以作为涂料的增强填料，也可用于涂料树脂的合成原料或是成膜物质。木质素经过丙烯酸酐改性处理后，分子链含有丙烯酸官能团结构，与丙烯酸发生聚合反应，并形成网状的分子链，提高成膜后的强度等性能，而且还可以木质素的抗紫外线等性能。我国生物基资源利用的技术和研究远远落后于日美等发达国家。因此，研究新型的可再生和环保涂料对于我国涂料工业的发展具有深远和重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种木质素基丙烯酸树脂及其制备方法，特别是以生物质材料，即木质素为原料制备的丙烯酸树脂。

具体技术方案如下：

一种木质素基丙烯酸树脂，由以下重量份数的原料组成：丙烯酸改性木质素10-40份、丙烯酸单体60-70份、有机硅单体5-10份、乳化剂1-5份、引发剂0.1-0.5份、消泡剂0.2-0.4份和去离子水80-120份。

在一些实施例中，所述木质素基丙烯酸树脂的原料组成为：丙烯酸改性木质素10-30份、丙烯酸单体60-70份、有机硅单体5-10份、乳化剂1-4份、引发剂0.1-0.5份、消泡剂0.2-0.4份、去离子水90-120份。

在一些实施例中，所述丙烯酸改性木质素的制备包括以下步骤：先将多功能反应釜通入氮气10-20分钟除去反应釜内的空气，再将100-120份木质素、200-300份丙烯酸酐、和1-3份1-甲基咪唑依次加入多功能反应釜中，以转速为1000-1200转/分钟将反应物混合10-20分钟，然后将混合物加热至60℃，恒温反应8-12小时；然后，将200份乙醚降入混合物中以降低粘度，再加入200份正己烷将产物沉淀析出，最后将混合物倒出，减压蒸馏除去乙醚和正己烷，过滤混合物并用正己烷洗涤至少3次，丙烯酸改性木质素在氮气保护下50-60℃干燥8-12小时。

在一些实施例中，所述丙烯酸单体可以为丙烯酸正烷基酯、丙烯酸烷基酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸正烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸酯中的至少一种。

在一些实施例中，所述有机硅单体可以为3-氨丙基三乙氧基硅烷、氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。

在一些实施例中，所述乳化剂可以为为十二磺基硫酸钠、硫酸-2-对壬基酚氧-乙酯铵、2-丙烯酰胺基-甲基-丙基硫酸钠、2-丙烯酰胺基-甲基-丙基硫酸铵中的一种或多种。

在一些实施例中，所述引发剂可以为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、过氧化钾、过氧化氨中的至少一种。

在一些实施例中，所述消泡剂可以为有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂中的至少一种。

本发明还提供了上述一种羧酸化微纳米纤维素基醇酸树脂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：