一種疏水性腐植酸的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于腐植酸的改性技術(shù)領(lǐng)域，具體來說涉及一種疏水性腐植酸的制備方法，該制備方法包括下述步驟：（1）將腐植酸分散于水相中；（2）然后將步驟（1）分散于水相中的腐植酸提取至乙醇，正己烷，以及表面活性劑的有機(jī)相中，腐植酸與表面活性劑的質(zhì)量比為1:1~1:9，磁力攪拌并加熱至60oC~70oC沸騰回流，反應(yīng)時間為0.5~10h；（3）將步驟（2）中制備好的腐植酸混合劑用水洗滌，離心，干燥，研磨后即可得到疏水性的腐植酸。采用該制備方法所制得的疏水性腐植酸不僅可以用于酚醛泡沫材料的添加劑，還可以用于聚乙烯高分子材料的添加劑以及建筑涂料中的添加劑。
【專利說明】
一種疏水性腐植酸的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于腐植酸的改性以及其在酚醛樹脂保溫防火隔音材料中的潛在應(yīng)用領(lǐng)域，具體來說涉及一種疏水性腐植酸的制備方法及其工業(yè)應(yīng)用。
技術(shù)背景
[0002]近幾十年以來，隨著石油化工、建筑，船舶等產(chǎn)業(yè)的崛起對建筑用阻燃防火泡沫材料的需求量日益增大。目前，在發(fā)達(dá)國家酚醛泡沫材料發(fā)展迅速，已廣泛應(yīng)用于建筑、國防、能源等領(lǐng)域，國內(nèi)已經(jīng)廣泛應(yīng)用的有空調(diào)風(fēng)管、墻體保溫、管道保溫等。然而純酚醛泡沫的強(qiáng)度和脆性卻隨著容重的增加而大幅度波動，耐熱性有待提高。故此，很多科研人員致力于對酚醛泡沫這兩種性能進(jìn)行改性，同時隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，酚醛泡沫材料自身存在的不足也被逐一解決。因此，許多性能優(yōu)異的酚醛泡沫產(chǎn)品也相繼問世，酚醛泡沫材料也因此受到各國政府的高度重視。
[0003]然而，合成酚醛樹脂最重要的材料-苯酚，因近年來市場需求量的增大，其需求量也逐年增加。但苯酚卻來源于日益緊張的石油資源，資源匱乏必將影響苯酚的生產(chǎn)和價格穩(wěn)定。另外，苯酚和甲醛都具有很強(qiáng)的毒性，因酚醛樹脂中含有很多的游離的苯酚和甲醛，所以在很大程度上影響著人們的身心健康。因此，尋找一種生物質(zhì)原料來代替苯酚，制備生物質(zhì)的酚醛樹脂不僅能夠減少有毒苯酚的使用，同時也能夠減少所合成的酚醛樹脂中游離苯酚的排放，從而對人類的健康做出貢獻(xiàn)。因而，越來越多的研究者將目光轉(zhuǎn)移到尋找一種綠色的可替代苯酚的物質(zhì)的開發(fā)與研究。
[0004]腐植酸廣泛用于描述煤被各種氧化劑氧化時(包括空氣分化在內(nèi))所形成的水或堿可萃取的物料。它也用來表示從腐敗的植物(腐植質(zhì))所得到的堿溶性物質(zhì)。腐植酸是一類廣泛存在于自然界的無定形、多分子量的生物質(zhì)大分子，是由木質(zhì)素和聚酚類物質(zhì)經(jīng)過解聚后再與氨基酸共聚而形成的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定的多相有機(jī)物。因產(chǎn)地的不同而具有不同的分子結(jié)構(gòu)，其分子量也不盡相同。因此，對于腐植酸的分類也一直存在著爭議，我國通用三分法，即可以分為胡敏酸(humic acid)簡稱HA，棕腐酸(kimatomeilon acid)，黃腐酸(fulvic acid)簡稱FA。既可以溶于水也可以溶于酸、堿溶液的部分是FA;可以溶入乙醇和堿性溶液但不能溶于水和酸性溶液的部分叫棕腐植酸;而僅能溶于堿性溶液的部分是黑腐酸。國外一般釆用二分法，即將三分法中的黑腐酸和棕腐酸統(tǒng)稱為腐植酸或者胡敏酸，把剩下的部分則稱為黃腐酸。
[0005]因腐植酸中含有豐富的羥基、羧基、羰基等活性官能團(tuán)，和苯酚一樣具有活性羥基，在理論上是可以替代苯酚。同時，腐植酸原料來源很廣，儲量豐富，價格較低，能夠節(jié)約酚醛樹脂的生產(chǎn)成本，在市場上更加具有競爭優(yōu)勢。但若要將腐植酸用來代替苯酚作為一種防火阻燃材料，首先要對腐植酸進(jìn)行改性，使其成為疏水性的腐植酸。而目前將腐植酸改性為疏水性的腐植酸的報道比較少，因此開發(fā)一種簡單溫和的方法將腐植酸進(jìn)行改性迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的:提供一種簡單溫和的方法制備疏水性的腐植酸，并開拓其在酚醛樹脂等保溫材料，聚乙烯等高分子材料如電纜，電纜支架，建筑涂料或油漆中存在的潛在應(yīng)用價值。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種疏水性腐植酸的制備方法，該制備方法包括下述步驟:
(I)將腐植酸分散于水相中；(2)然后將步驟(I)分散于水相中的腐植酸提取至乙醇，正己烷，以及表面活性劑的有機(jī)相中，腐植酸與表面活性劑的質(zhì)量比為1:1?1:9，磁力攪拌并加熱至60°C~70°C沸騰回流，反應(yīng)時間為0.5?1h； (3)將步驟(2)中制備好的腐植酸混合劑用水洗滌，離心，干燥，研磨后即可得到疏水性的腐植酸。所述的腐植酸為市售的腐植酸或?yàn)轱L(fēng)化煤、褐煤經(jīng)堿溶酸析后得到的腐植酸。所述的表面活性劑為油酸和/或油胺和/或油酸鈉。
[0008]有益效果:本發(fā)明提供了一種疏水性腐植酸的制備方法，所制備的疏水性的腐植酸與水的接觸角可以達(dá)到110 °，這就證明采用這種方法可以成功的對腐植酸進(jìn)行改性。采用該制備方法所制得的疏水性腐植酸不僅可以用于酚醛泡沫材料的添加劑，還可以用于聚乙烯高分子材料的添加劑以及建筑涂料中的添加劑。本發(fā)明的另外一個優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)方法操作簡單，條件溫和，有望實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0009]圖1為工廠常規(guī)提取腐植酸的工藝流程圖；圖2為疏水性腐植酸的合成工藝流程圖；圖3反應(yīng)完成后產(chǎn)物的外觀圖與產(chǎn)物與水的接觸角圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例1、(I)稱取0.1g風(fēng)化煤或褐煤抽提后的腐植酸加入到三頸瓶中，并加入I OmL蒸餾水，磁力攪拌使其完全分散。隨后，加入30mL正己烷，20mL乙醇以及2.5mL的油酸，加熱到70°C后繼續(xù)攪拌回流2h，冷卻到室溫，除去下方水相，上方用正己烷分散并用乙醇離心洗滌數(shù)次。將得到的產(chǎn)物在60 °C下干燥，研磨得到產(chǎn)物。
[0011 ]實(shí)施例2、( I)稱取0.1g風(fēng)化煤或褐煤抽提后的腐植酸加入到三頸瓶中，加入1mL蒸餾水使其完全分散。同時，加入30mL正己烷，20mL乙醇以及2.5mL的油胺，將混合溶液加熱至70°C，并回流攪拌2h后，冷卻到室溫，除去下方水相，上方用正己烷分散并用乙醇離心洗滌。將得到的產(chǎn)物在60°C下干燥，研磨得到最終疏水性的腐植酸。
[0012]實(shí)施例3、(1)稱取0.1g風(fēng)化煤或褐煤抽提后的腐植酸分散于1mL蒸餾水中并加入到三頸瓶中，同時加入30mL正己烷，20mL乙醇以及0.341g油酸鈉，磁力攪拌并將混合溶液加熱至70°C后回流2 h，冷卻到室溫，除去下方水相，上方用正己烷分散并用乙醇離心洗滌。將得到的產(chǎn)物在60°C下干燥，研磨得到產(chǎn)物。
[0013]實(shí)施例4、(1)稱取0.1g風(fēng)化煤或褐煤抽提后的腐植酸加入到三頸瓶中，并加入10HiL蒸餾水，磁力攪拌使其完全分散。隨后，加入30mL正己烷，20mL乙醇以及ImL的油胺和
1.5mL油酸，將混合溶液加熱至70°C并回流攪拌2h后，冷卻到室溫，除去下方水相，上方用正己烷分散并用乙醇離心洗滌數(shù)次。將得到的產(chǎn)物在60°C下干燥，研磨得到產(chǎn)物。上述實(shí)驗(yàn)所用腐植酸取自新疆雙龍腐植酸有限公司。
[0014]本發(fā)明的主要內(nèi)容就是提供一種簡單溫和的方法合成疏水性的腐植酸，以達(dá)到腐植酸改性的目的，并使其有望代替苯酚作為一種防火阻燃材料以及其作為一種重要的添加劑廣泛應(yīng)用于電纜，電纜支架，建筑涂料等各個領(lǐng)域。其中，選擇不同的表面活性劑對腐植酸進(jìn)行改性，分別是油酸，油胺和油酸鈉或幾者的混合。本方法的關(guān)鍵之處在于腐植酸的與表面活性劑的用量，因?yàn)楫?dāng)表面活性劑不足時，并不能將腐植酸成功的轉(zhuǎn)化為疏水性的腐植酸。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種疏水性腐植酸的制備方法，其特征在于:該制備方法包括下述步驟: (1)將腐植酸分散于水相中； (2)然后將步驟(I)分散于水相中的腐植酸提取至乙醇，正己烷，以及表面活性劑的有機(jī)相中，腐植酸與表面活性劑的質(zhì)量比為1:1?1:9，磁力攪拌并加熱至60°C~70°C沸騰回流，反應(yīng)時間為0.5?1h; (3)將步驟(2)中制備好的腐植酸混合劑用水洗滌，離心，干燥，研磨后即可得到疏水性的腐植酸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的腐植酸為市售的腐植酸或?yàn)轱L(fēng)化煤、褐煤經(jīng)堿溶酸析后得到的腐植酸。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的表面活性劑為油酸和/或油胺和/或油酸鈉。
【文檔編號】C08H99/00GK105860094SQ201610262628
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】梁小玉, 宿新泰, 鹿毅, 時龍姣, 孟俐利, 王曉, 武榮蘭, 楊超, 王吉德, 樊金龍, 馮春全
【申請人】新疆大學(xué)