CN106674453A - 一种利用玉米秸秆制备酚醛树脂的方法 - Google Patents

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盖琨
朱博
黄志江
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Jilin Sancai Source Biomass Energy Development Co Ltd
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G8/00—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08G8/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes
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Abstract

本发明公开一种利用玉米秸秆制备酚醛树脂的方法，包括如下步骤：1)将玉米秸秆进行预处理，得木质素残渣；2)将所述木质素残渣、溶剂和催化剂加入压力反应釜，并通入氮气进行搅拌反应，得混合物；3)将所述混合物进行洗涤和过滤，得生物油溶液；将所述生物油溶液进行旋蒸，得轻质生物油；4)将所述轻质生物油和甲醛反应，得酚醛树脂。本发明利用玉米秸秆制备酚醛树脂的方法，生产成本低，易于规模化生产；既解决了废弃农作物秸秆利用问题，又解决了酚醛树脂制备过程中生产废水含有较高浓度的游离酚，对人和环境都带来的巨大威胁问题。

Description

一种利用玉米秸秆制备酚醛树脂的方法
技术领域
本发明属于酚醛树脂制备领域；具体涉及一种利用玉米秸秆制备酚醛树脂的方法。
背景技术
酚醛树脂作为最早工业化合成树脂之一，随着人们的不断研究开发，其应用领域得到不断拓宽，已经成为一种性能优异、应用广泛的合成树脂。近年来，我国已成为酚醛树脂的消费与生产大国，酚醛树脂生产技术有了较大进步，但是与国外的先进技术比较还存在着明显的差距，在日益增长的市场竞争中必须加大技术创新力度，提升市场竞争力。随着全球对酚醛树脂需求的不断增加，研发技术的不断创新，越来越多的高性能酚醛树脂产品将会应用到更加广泛的领域中。因此目前酚醛树脂发展趋势应主要向着绿色环保化和专用精细化的方向发展。
酚醛树脂在合成过程中使用的原料酚和醛都是毒性较大的物质，反应过程中由于苯酚过量使得生产废水中含有较高浓度的游离苯酚，这两方面对人和环境都带来了很大的威胁。因此，人们一方面试图找到一种无毒无污染的原材料来合成酚醛树脂，另一方面还要注重降低原材料成本及生产工艺的环保性，缩小同发达国家的行业差距。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种利用玉米秸秆制备酚醛树脂的方法。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种利用玉米秸秆制备酚醛树脂的方法，包括如下步骤：
1)将玉米秸秆进行预处理，得木质素残渣；
2)将所述木质素残渣、溶剂和催化剂加入压力反应釜，并通入氮气进行搅拌反应，得混合物；
3)将所述混合物进行洗涤和过滤，得生物油溶液；将所述生物油溶液进行旋蒸，得轻质生物油；
4)将所述轻质生物油和甲醛反应，得酚醛树脂。
进一步，所述溶剂为甘油和水的混合溶剂。
进一步，所述催化剂为氢氧化钠。氢氧化钠可以完全溶于水，更有利于木质素降解。
进一步，步骤2)中通入氮气加压至1.5-2.5MPa。
进一步，所述搅拌速度为200-400r/min；该搅拌速度可以使反应更充分。
进一步，所述搅拌反应的温度为260-300℃。
进一步，所述搅拌反应的时间为30-60min。
进一步，在步骤3)进行之前，需将所述混合物在水浴中进行骤冷。这是由于骤冷可以使混合物溶解度迅速降低，从而析出。
进一步，所述催化剂是木质素残渣的8％-20％。催化剂含量的提高使其制备的酚醛树脂粘度增加。
进一步，所述搅拌反应以5-10℃/min的升温速率进行升温，升温速率越快，制备的酚醛树脂粘度越大。
特别说明，本发明中“％”均是指质量百分数，且以木质素残渣为基准进行的计算。
本发明的有益效果如下：
本发明利用玉米秸秆制备酚醛树脂的方法，生产成本低，易于规模化生产；既解决了废弃农作物秸秆利用问题，又解决了酚醛树脂制备过程中生产废水含有较高浓度的游离酚，对人和环境都带来的巨大威胁问题。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
一种利用玉米秸秆制备酚醛树脂的方法，包括如下步骤：
1)将玉米秸秆进行预处理，得木质素残渣；
2)将所述木质素残渣、甘油和水的混合溶剂、10％的氢氧化钠加入压力反应釜，并通入氮气检查压力反应釜的气密性；当压力反应釜中氮气的压力为2MPa时，以300r/min的速度进行搅拌，5℃/min的升温速率升温至290℃；在290℃下反应50min，得混合物；
3)将所述混合物放入水浴中骤冷，然后用甲醇进行洗涤并过滤，得生物油溶液；将所述生物油溶液进行旋蒸，得轻质生物油；
4)将所述轻质生物油和甲醛发生加成和缩合反应，得酚醛树脂。
实施例2
一种利用玉米秸秆制备酚醛树脂的方法，包括如下步骤：
1)将玉米秸秆进行预处理，得木质素残渣；
2)将所述木质素残渣、甘油和水的混合溶剂、10％的氢氧化钠加入压力反应釜，并通入氮气检查压力反应釜的气密性；当压力反应釜中氮气的压力为3MPa时，以350r/min的速度进行搅拌，10℃/min的升温速率升温至290℃；在290℃下反应40min，得混合物；
3)将所述混合物放入水浴中骤冷，然后用甲醇进行洗涤并过滤，得生物油溶液；将所述生物油溶液进行旋蒸，得轻质生物油；
4)将所述轻质生物油和甲醛发生加成和缩合反应，得酚醛树脂
实施例3
一种利用玉米秸秆制备酚醛树脂的方法，包括如下步骤：
1)将玉米秸秆进行预处理，得木质素残渣；
2)将所述木质素残渣、甘油和水的混合溶剂、8％的氢氧化钠加入压力反应釜，并通入氮气检查压力反应釜的气密性；当压力反应釜中氮气的压力为2MPa时，以300r/min的速度进行搅拌，10℃/min的升温速率升温至290℃；在290℃下反应50min，得混合物；
3)将所述混合物放入水浴中骤冷，然后用甲醇进行洗涤并过滤，得生物油溶液；将所述生物油溶液进行旋蒸，得轻质生物油；
4)将所述轻质生物油和甲醛发生加成和缩合反应，得酚醛树脂。
本发明制备的酚醛树脂在290℃稳定存在，并开始软化；酚醛树脂固体含量大于85％。粘度范围30-120S，粘度适宜。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种利用玉米秸秆制备酚醛树脂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将玉米秸秆进行预处理，得木质素残渣；
2)将所述木质素残渣、溶剂和催化剂加入压力反应釜，并通入氮气进行搅拌反应，得混合物；
3)将所述混合物进行洗涤和过滤，得生物油溶液；将所述生物油溶液进行旋蒸，得轻质生物油；
4)将所述轻质生物油和甲醛反应，得酚醛树脂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂为甘油和水的混合溶剂。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化剂为氢氧化钠。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述搅拌速度为200-400r/min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述搅拌反应的温度为260-300℃。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述搅拌反应以5-10℃/min的升温速率进行升温。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述搅拌反应的时间为30-60min。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤3)进行之前，需将所述混合物在水浴中进行骤冷。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化剂是木质素残渣8％-20％。
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