一种一年蓬苯酚液化制备环氧树脂的方法
【专利摘要】一种一年蓬苯酚液化制备环氧树脂的方法，步骤：(1)称取一年蓬粉末和苯酚混合，加生石灰，预热8～12min；(2)加入浓硫酸反应，冷却，加入无水甲醇，过滤；(3)加入无水氯化镁，过滤，保持温度为150～180℃减压蒸馏90～120min，即得一年蓬苯酚液化后产物；(4)液化物3～5g，加入环氧氯丙烷、氢氧化钠溶液反应；(5)加入丙酮，混合，过滤，滤液减压蒸馏即为环氧树脂。本发明利用一年蓬作为原料，经苯酚液化后制备生成环氧树脂，本发明制备所得环氧树脂质量好，具有更好的固化性、耐热性等；一年蓬易于采收，采收时已干枯，不需耗大量时间进行预处理，于取材而言较为方便、简捷易行。
【专利说明】-种一年產苯齡液化制备环氧树脂的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种利用生物质苯酪液化制备环氧树脂的方法，特别设及一种一年蓬 苯酪液化制备环氧树脂的方法。
【背景技术】
[0002] -年蓬，是一年生或两年生草本，高30?100cm。茎直立，上部有分枝，全株被上曲 的短硬毛。主干成熟后粗大，叶子稀疏，每年初冬季节开始干枯。是农作物田地中常见杂草。 一年蓬主要有纤维素组成，因干枯后，几乎只剩躯干，易于采收。纤维素是植物细胞壁中最 主要的成分，是地球上存量最大的天然高分子。纤维素是W脱水D-化喃式葡萄糖单元通过 相邻唐单元的1位和4位之间的0 -巧键连接而成的线性均一聚糖，聚合度8000?12000。 由于纤维素的葡萄糖亚基易于形成结晶，直接使用化学活性较低。对天然纤维超分子结构 的研究表明，纤维素中大量的哲基基团形成了树木强大的氨键，该些氨键形成了致密的晶 体结构，严重阻碍了化学试剂与纤维素表面的有效接触和作用，该已成为纤维素开发应用 的最大障碍。另外，纤维素被木质素和半纤维素包裹，也是其化学成分活性降低，因此，纤维 素不溶于水，难W水解，在化学处理时也往往需要适当的预处理。
[0003] 早在上世纪初期，前人们就已考虑如何将木质生物材料通过液化来制备液体燃料 和化工原料。主要液化技术是将木质生物材料、溶剂、催化剂放入高压反应蓋中，通入氨气 或一氧化碳，在高温高压下将生物质直接液化。Fierz在1925年模拟煤的液化过程，将木材 于碱的存在下用高压氨反应生成液状物质，制备出液体燃料。到了上世纪70年代石油危机 时，人们对植物能源的兴趣增加到前所未有的程度，有关木质生物资源液化的报道大量出 现，有的还建成了一些试验性的用植物原料生产石油的工厂，但是因生产成本较高，均未能 大规模生产。1971年，Appell等在300-350°C，C0或&压力为14?24MPa、W化为催 化刊，把木屑转化为重油。该法进行木材液化时，液化油得率为绝干原料木材质量的42% 左右。元素分析表明；液化油中含碳76. 1%，氨7. 3%.氧16. 6%，液化油的相对密度为 1. 10, W产品的燃烧热与原料木材的燃烧热比值表示的热效率为63%左右。但是该液化方 法消耗大量能源，对设别要求较高，条件剧烈，使得反应较得W实现较为困难。
[0004] 现今，作物枯杆进行液化大多采用苯酪作为液化试剂，有无催化液化，酸催化液化 法、碱催化液化法。无催化液化法方法简单，但是对设备要求较高；耐热、耐压，能耗较大，成 本较高；酸催化液化法因本身催化剂具有酸性，对设备要求也较高，需要投入的成本也不可 估计；碱催化液化法除了对设备要求高之外，液化效果不好，从而使得制备所得环氧树脂质 量不佳。
【发明内容】
[0005] 本发明针对上述技术问题，发明一种一年蓬苯酪液化制备环氧树脂的方法，W达 到制备所得环氧树脂质量好，制备过程能耗低，易实现、操作，降低成本等目的。
[0006] 一种一年蓬苯酪液化制备环氧树脂的方法，包含W下操作步骤：
[0007] (1)按质量比1:2?1:6分别称取一年蓬粉末和苯酪混合，再加入2?4g生石灰， 静置 10 ?20min，100 ?115°C预热 8 ?12min ;
[000引 似向步骤（1)中预热后物质加入浓硫酸，反应10?90min，然后将所得物质急速 冷却，然后加入30?40mL的无水甲醇，过滤，取滤液；
[0009] (3)向步骤（2)中所得滤液中加入无水氯化儀，过滤，取滤液，保持温度为150? 180°C减压蒸馈90?120min，即得一年蓬苯酪液化后产物；
[0010] (4)称取一年蓬液化后的液化物3?5g，加入75?125血的环氧氯丙烧混合，然后 再加入15?25血的氨氧化钢溶液，保持温度为90?120°C反应3?化，加水，静置20? 30min分层，取上层清液；
[0011] 妨向步骤（4)中所得澄清液中加入40?55mL的丙酬，混合，过滤，所得滤液保持 温度为60?120°C减压蒸馈1?化，蒸馈后所得物质即为环氧树脂。
[0012] 其中，步骤（1)中所述的一年蓬粉末为取一年蓬45?60°C干燥2040min后礙磨， 过80?120目筛，即得。
[0013] 其中，步骤（2)中加入的浓硫酸为0.20g。
[0014] 其中，步骤（2)中所述的急速冷却为用0°C W下的冰水混合物急速冷却10? 20min〇
[0015] 其中，步骤（3)中加入1. 2?1. 5g的无水氯化儀。
[0016] 其中，步骤（4)中，所述氨氧化钢溶液质量百分数为25%。
[0017] 纤维素液化机理：
[0018] 纤维素组成单元是糖环，而糖环与糖环之间W離键（糖普键）连接，在液化过程中 纤维素首先要使糖环单元之间的離键（糖营键）断裂使其降解成低聚糖。纤维素在苯酪中 的液化过程，发现液化产物的中间产物为5-轻甲基慷醒、低聚糖和葡萄糖等，提出了纤维 素液化的机理应是纤维素降中糖环之间的離键断裂生成低聚糖，再降解为葡萄糖，进一步 生成5-轻甲基慷醒。5-经甲基慷醒的生成可能导致其自身的聚合和与苯酪的反应，直到反 应后期生成交联的高分子化合物。其化学反应式为：
[0019]
【权利要求】
1. 一种一年蓬苯酚液化制备环氧树脂的方法，其特征在于，包含以下操作步骤： (1) 按质量比1:2?1:6分别称取一年蓬粉末和苯酚混合，再加入2?4g生石灰， 100 ?115°C预热 8 ?12min ; (2) 向步骤⑴中预热后物质加入浓硫酸，反应10?90min，然后将所得物质急速冷 却，然后加入30?40mL的无水甲醇，过滤，取滤液； (3) 向步骤（2)中所得滤液中加入无水氯化镁，过滤，取滤液，保持温度为150?180°C 减压蒸馏90?120min，即得一年蓬苯酚液化后产物； (4) 称取一年蓬液化后的液化物3?5g，加入75?125mL的环氧氯丙烧混合，然后再加 入15?25mL的氢氧化钠溶液，保持温度为90?120°C反应3?5h，加水，静置20?30min 分层，取上层清液； (5) 向步骤（4)中所得澄清液中加入40?55mL的丙酮，混合，过滤，所得滤液保持温度 为60?120°C减压蒸馏1?2h，蒸馏后所得物质即为环氧树脂。
2. 根据权利要求1所述一年蓬苯酚液化制备环氧树脂的方法，其特征在于：步骤（1) 中所述的一年蓬粉末为取一年蓬45?60°C干燥20?40min后碾磨，过80?120目筛，即 得。
3. 根据权利要求1所述一年蓬苯酚液化制备环氧树脂的方法，其特征在于：步骤（2) 中加入的浓硫酸为0. 20g。
4. 根据权利要求1所述一年蓬苯酚液化制备环氧树脂的方法，其特征在于：步骤（2) 中所述的急速冷却为用〇°C以下的冰水混合物急速冷却10?20min。
5. 根据权利要求1所述一年蓬苯酚液化制备环氧树脂的方法，其特征在于：步骤（3) 中加入1. 2?1. 5g的无水氯化镁。
6. 根据权利要求1所述一年蓬苯酚液化制备环氧树脂的方法，其特征在于：步骤（4) 中，所述氢氧化钠溶液质量百分数为25 %。
【文档编号】C08G59/08GK104513356SQ201410670302
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】丁伟斌 申请人:南宁市老永淳红木家具厂