CN103396560A - 一种疏水性木质素磺酸盐的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种疏水性木质素磺酸盐的制备方法，属于木质素磺酸盐表面处理技术的领域，所述制备方法包括溶解、接枝的步骤，所述接枝步骤为将木质素磺酸盐水溶液与钛酸酯偶联剂混匀，160～170℃反应4～6h后静置、过滤、干燥后分散于有机溶剂中、静置、过滤、洗涤、干燥，本发明有益效果为采用化学接枝法制备疏水性木质素磺酸盐，反应稳定可靠，接枝后的木质素磺酸盐亲油性显著提高，为进一步改善木质素磺酸盐与高分子材料的相容性，制备高性能木塑复合材料提供了可能。

Description

一种疏水性木质素磺酸盐的制备方法
技术领域
本发明涉及一种疏水性木质素磺酸盐的制备方法，属于木质素磺酸盐表面处理技术的领域。
背景技术
木质素是自然界中含量仅次于纤维素的天然高分子，而来源于制浆造纸废液的工业木质素，每年产量约为5000万吨，其中只有不足10%的木质素磺酸盐被应用于工业生产，而大量木质素仅有1%左右的得到有效的利用，其它大部分都通过碱回收装置烧掉，造成了巨大的资源浪费。日前，围绕着有效高值化利用木质素类材料的报道逐年增多。
木质素类材料与高分子材料共混制备的复合材料，在保证良好相容性的前提下，可以得到具备耐热、抗紫外辐射等特殊性能且成本低廉的复合材料。同时，利用木质素的生物降解性，可以为一些高分子复合材料带来更好的环境适应性。木质素高分子复合材料已经成为生物质高值利用研究领域的一个热点。
木质素磺酸盐是木质素类材料中的一类重要产品。由于木质素磺酸盐大分子上含有大量羟基等极性基团，分子间易产生氢键而团聚，与高分子材料如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等界面结合较差，导致复合材料性能不理想，所以降低木质素磺酸盐的吸潮性，提高其亲油性，为进一步改善木质素磺酸盐与高分子材料的相容性，制备高性能木塑复合材料提供了重要的指导意义。
发明内容
本发明通过采用化学接枝法制备疏水性木质素磺酸盐，有效降低木质素磺酸盐的吸潮性。
本发明提供了一种疏水性木质素磺酸盐的制备方法，所述制备方法包括溶解、接枝的步骤，所述接枝步骤为将木质素磺酸盐水溶液与钛酸酯偶联剂混匀，160～170℃反应4～6h后静置、过滤、干燥后分散于有机溶剂中、静置、过滤、洗涤、干燥；
所述木质素磺酸盐、水、钛酸酯偶联剂的质量比为100：（1000～2000）：（0.5～3.5）。
本发明所述木质素磺酸盐、水、钛酸酯偶联剂的质量比优选为100：（1000～1500）：（1～3.5）。
本发明所述木质素磺酸盐、水、钛酸酯偶联剂的质量比最优选为100：1000：2.5。
本发明所述钛酸酯偶联剂是一类具有两性结构的物质，其分子中的一部分基团可与无机物表面的化学基团反应，形成强固的化学键合；另一部分基团则有亲有机的物质，可与有机分子反应或物理缠绕，从而把两种性质大不相同的材料牢固结合起来。
本发明水溶液做为化学反应介质，反应体系环保，同时对空气稳定。反应中水不仅可以作溶剂，还可有效地避免副反应的发生。
本发明所述钛酸酯偶联剂优选为三（二辛基焦磷酰氧基）钛酸异丙酯偶联剂、二异硬脂酰基钛酸乙二酯型偶联剂或双（二辛基焦磷酸酯）羟乙酸酯偶联剂。
本发明所述溶解步骤优选为将木质素磺酸盐粉碎干燥后与水混匀，160～170℃搅拌0.5～2h；
所述木质素磺酸盐与水的质量比为1：（10～20）。
本发明有益效果为：
①采用化学接枝法制备疏水性木质素磺酸盐，反应稳定可靠，接枝后的木质素磺酸盐亲油性显著提高，为进一步改善木质素磺酸盐与高分子材料的相容性，制备高性能木塑复合材料提供了可能；
②采用双官能团的钛酸酯偶联剂为单体，增加了与木质素磺酸盐中羟基的结合点，有效降低了木质素磺酸盐的吸潮性；
③采用水溶液作为化学反应介质，符合绿色环保要求，操作简单，易于实现工业化。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
下述吸潮率测定参照GB/T 1462-2005，与GB/T 1462-2005区别为将实施例1～3得到的产品80℃干燥24h后至干燥器中冷却至室温，称重得到m1，取出产品在室温下每隔12h称重得到m2、m3、m4；吸油率测定参照GB/T 19281-2003。
实施例1
一种疏水性木质素磺酸钙的制备方法；
①溶解：将木质素磺酸钙粉碎至粒径为300～500nm，110℃真空干燥12h，称取5g粉碎干燥后的木质素磺酸钙，与100ml的去离子水混匀，160℃搅拌1h。
②接枝：向木质素磺酸钙水溶液中加入0.1g的三（二辛基焦磷酰氧基）钛酸异丙酯偶联剂混匀，170℃反应6h后静置12h、抽滤、真空干燥12h后分散于20ml的丙酮中、静置12h、抽滤、洗涤、110℃真空干燥12h。
实测在12h内，吸潮率降低了5.95%，吸油率提高了49.52%，36h后木质素磺酸钙恒重。
实施例2
与实施例1区别在于：
钛酸酯偶联剂为二异硬脂酰基钛酸乙二酯型偶联剂，其质量为0.15g。
实测在12h内，吸潮率降低了6.28%，吸油率提高了52.39%，36h后木质素磺酸钙恒重。
实施例3
与实施例1区别在于：
钛酸酯偶联剂为双（二辛基焦磷酸酯）羟乙酸酯偶联剂，其质量为0.175g。
实测在12h内，吸潮率降低了6.97%，吸油率提高了54.03%，24h后木质素磺酸钙恒重。

Claims (4)

1.一种疏水性木质素磺酸盐的制备方法，所述制备方法包括溶解、接枝的步骤，所述接枝步骤为将木质素磺酸盐水溶液与钛酸酯偶联剂混匀，160～170℃反应4～6h后静置、过滤、干燥后分散于有机溶剂中、静置、过滤、洗涤、干燥；
所述木质素磺酸盐、水、钛酸酯偶联剂的质量比为100：（1000～2000）：（0.5～3.5）。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述木质素磺酸盐、水、钛酸酯偶联剂的质量比为100：（1000～1500）：（1～3.5）。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述钛酸酯偶联剂为三（二辛基焦磷酰氧基）钛酸异丙酯偶联剂、二异硬脂酰基钛酸乙二酯型偶联剂或双（二辛基焦磷酸酯）羟乙酸酯偶联剂。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述溶解步骤为将木质素磺酸盐粉碎干燥后与水混匀，160～170℃搅拌0.5～2h；
所述木质素磺酸盐与水的质量比为1：（10～20）。
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