用于纖維浸漿的木質素及其制備方法和利用木質素的纖維浸漿方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于纖維浸漿的木質素及其制備方法和利用木質素的纖維浸漿 方法。屬于化工材料及其制備與應用技術領域。
【背景技術】
[0002] 纖維是橡膠工業的一種重要的骨架材料，包括棉布及以尼龍、聚酯、芳綸、維綸、丙 綸、腈綸為代表的各種合成纖維，以簾布、工業線繩、簾線等方式在橡膠制品中大量應用，如 汽車輪胎、輸送帶、膠管、膠帶、密封件、減震件等等都是纖維織物和簾線增強的橡膠制品。
[0003] 要獲得高性能的橡膠-骨架材料復合橡膠制品，除了選擇合適的橡膠、骨架材料 外，還要采用適合的粘合處理工藝，使橡膠制品在苛刻的使用條件下，骨架材料與橡膠之間 具有足夠的粘合強度以抵抗粘合界面的破壞。對纖維織物和簾線進行浸漿處理是保證骨架 材料與橡膠之間粘合的一種傳統工藝方法。
[0004] 纖維織物和簾線所浸膠漿一般包括兩種主要組分：膠乳與粘合增進劑。膠乳一般 為丁苯吡膠乳（VPL)、羧基丁苯吡膠乳或者氯丁膠乳；粘合增進劑也叫增粘劑，工業上主要 應用的有兩種：1)間苯二酚-甲醛混合水溶液（R-F) ;2)間苯二酚-甲醛預縮聚樹脂（RF) 加甲醛水溶液（F)。以膠乳與R-F或者RF-F為主要組分配制的混合液被稱為浸漬液（RFL 體系）。
[0005] 實際應用發現，所述浸漬液（RFL體系）的應用存在以下缺點：
[0006] 1、由于間苯二酚具有較強的毒性，以間苯二酚為基礎構成的間苯二酚-甲醛預縮 聚樹脂也存在一定量的游離間苯二酚，因此間苯二酚-甲醛預縮聚樹脂也有一定的毒性， 長期使用易產生中毒及污染環境。
[0007] 2、間苯二酚的價格較貴，因此生產成本較高。
[0008] 3、間苯二酚-甲醛溶液在使用前需要熟化，造成生產程序多，生產效率低，對浸漬 效率有不利影響。
【發明內容】
[0009] 本發明的目的之一，是為了克服現有浸漬液（RFL體系）存在毒性大、易污染環境、 生產成本高的缺陷，提供一種用于纖維浸漿的木質素。
[0010] 本發明的目的之二，是為了提供一種用于纖維浸漿的木質素的制備方法。
[0011] 本發明的目的之三，是為了提供一種利用木質素的纖維浸漿方法。
[0012] 本發明的目的之一可以通過下述技術方案實現：
[0013] 用于纖維浸漿的木質素，其特征在于：
[0014] 1)所述木質素為酸沉木質素、羥甲基化木質素或者乙酰化羥甲基化木質素；
[0015] 2)所述酸沉木質素是在黑液中加酸或者通入酸性氣體，通過固液分離、洗滌接近 中性后得到固含量為5-70%的酸沉木質素；所述羥甲基化木質素是指按木質素與甲醛克 分子比1 :0. 01-2的混合反應液中加酸或者通入酸性氣體，通過固液分離、洗滌接近中性后 得到固含量為5-70%的羥甲基化木質素；所述乙酰化羥甲基化木質素是指將羥甲基化木 質素與乙酸酐和吡啶的混合物，在反應中將冰凍甲醇和二氯乙烷的混合物按羥甲基化木質 素與甲醇克分子比1 :〇. 01-2的比例加入，攪拌反應完畢，用鹽酸沖洗直到出現游離的吡 啶，通過固液分離、洗滌接近中性后得到固含量為5-70%的乙酰化羥甲基化木質素；
[0016] 3)所述酸沉木質素、羥甲基化木質素和乙酰化羥甲基化木質素，無游離的間苯二 酚。
[0017] 本發明的目的之二可以通過下述技術方案實現：
[0018] 用于纖維浸漿的木質素的制備方法，其特征在于包括酸沉木質素、羥甲基化木質 素和乙酰化羥甲基化木質素的制備方法，
[0019] 1)制備酸沉木質素，在黑液中加酸或者通入包括0)2酸性氣體，當黑液的PH值達 到3時，待黑液中的木質素全部沉淀，通過固液分離，洗滌接近中性后得到固含量為5-70% 的酸沉木質素；
[0020] 2)制備羥甲基化木質素，按木質素與甲醛克分子比1 :0. 01-2的比例將黑液與甲 醛在50°C -100°C溫度下反應0. 5-4小時，然后加酸或者通入包括0)2酸性氣體，當黑液的 PH值達到3時，待黑液中的羥甲基化木質素全部沉淀，通過固液分離，洗滌接近中性后得到 固含量為5-70%的羥甲基化木質素；
[0021] 3)制備乙酰化羥甲基化木質素，首先制備羥甲基化木質素，然后將羥甲基化木質 素與乙酸酐和吡啶的混合物按羥甲基化木質素與乙酸酐克分子比1 :〇. 01-2的比例混合， 攪拌至羥甲基化木質素完全溶解，在氮氣保護下保溫避光保存48-100小時；在反應中將冰 凍甲醇和二氯乙烷的混合物按羥甲基化木質素與甲醇克分子比1 :〇. 01-2的比例加入，攪 拌15-60分鐘，反應完畢，用鹽酸沖洗數次，直到出現游離的吡啶，最后通過固液分離，洗滌 接近中性后得到固含量為5-70 %的乙酰化羥甲基化木質素。
[0022] 本發明的目的之二還可以通過下述技術方案實現：
[0023] 進一步地，所述乙酸酐和吡啶的混合物中，乙酸酐和吡啶的體積比=1 :0. 5-2 ;所 述冰凍甲醇和二氯乙烷的混合物中，冰凍甲醇和二氯乙烷的體積比=1 :2_16。
[0024] 本發明的目的之三可以通過下述技術方案實現：
[0025] 利用木質素的纖維浸漿方法，其特征在于：
[0026] 選擇固含量為6%的酸沉木質素，用NaOH水溶液調節其PH值至9-11，加入定量的 濃度為37%的甲醛水溶液，熟化后加入固含量為42%的定量的丁苯吡膠乳中，即得到酸沉 木質素浸漬液，按照現有浸漬液即RFL體系的用量和使用方法，將所述酸沉木質素浸漬液 沉浸纖維工件，利用木質素結構單元中的愈瘡木基苯丙烷與對羥苯基苯丙烷在膠漿熟化過 程中與甲醛發生縮合反應，固化成三維網狀結構的體型酚醛樹脂，以在膠漿中起到粘合增 進劑的作用，完成酸沉木質素的纖維浸漿；或者
[0027] 選擇固含量為6%的羥甲基化木質素，用NaOH水溶液調節其PH值至9-11，加入 固含量為42%的定量的丁苯吡膠乳中，即得到羥甲基化木質素浸漬液，按照現有浸漬液即 RFL體系的用量和使用方法，將所述酸沉木質素浸漬液沉浸纖維工件，木質素通過羥甲基化 或者乙酰化羥甲基化改性，木質素結構單元中的愈瘡木基苯丙烷與對羥苯基苯丙烷在羥基 的鄰位與甲醛縮合，固化成三維網狀結構的體型酚醛樹脂，與預縮聚的間苯二酚-甲醛樹 脂具有類似的空間結構，以在膠漿中起到粘合增進劑的作用，完成酸羥甲基化木質素的纖 維浸漿。
[0028] 本發明與現有技術相比具有如下優點和效果：
[0029] 1、本發明涉及的用于纖維浸漿的木質素，為酸沉木質素、羥甲基化木質素或乙酰 化羥甲基化木質素，均無游離的間苯二酚，因此無毒無害；利用所述的酸沉木質素、羥甲 基化木質素或乙酰化羥甲基化木質素進行纖維浸漿，不會產生有害物質，克服現有浸漬液 (RFL體系）存在毒性大、易污染環境的缺陷，具有使用安全、對環境無污染等有益效果。