本發(fā)明屬于生物質(zhì)資源利用領(lǐng)域，具體涉及一種高純度低縮合度木質(zhì)素及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、木質(zhì)素作為自然界中僅次于纖維素的第二大有機(jī)聚合物，主要由通過(guò)c-o和c-c鍵連接的對(duì)香豆基（h）、松柏基（g）和芥子基（s）亞基組成，在植物體中作為膠黏劑連接、填充纖維素和半纖維素縫隙，是一種極具潛力的天然膠黏劑，且具備無(wú)毒可降解的性質(zhì)，應(yīng)用潛力大。木質(zhì)素的主要來(lái)源之一是木質(zhì)纖維素。目前，從木質(zhì)纖維素中分離提取的木質(zhì)素制成的木質(zhì)素基膠黏劑常用于膠合板。

2、然而，為了滿足國(guó)標(biāo)（gb/t?9846-2015）膠合板的膠合強(qiáng)度要求（≥0.7mpa），現(xiàn)有的木質(zhì)素基膠黏劑除了含有木質(zhì)素之外，還需要加入甲醛等有機(jī)物，其與木質(zhì)素反應(yīng)形成具有粘接性能的酚醛樹脂。這類木質(zhì)素基膠黏劑中有機(jī)物的使用會(huì)存在甲醛氣體釋放的問題，危害人體健康，限制了木質(zhì)素基膠黏劑產(chǎn)品的商業(yè)化推廣。

3、而無(wú)甲醛的木質(zhì)素基膠黏劑的代表產(chǎn)品有木質(zhì)素-糠醛和木質(zhì)素-大豆蛋白樹脂，盡管這類膠黏劑解決了不使用甲醛問題，但由于木質(zhì)素在提取時(shí)容易發(fā)生縮合反應(yīng)，導(dǎo)致木質(zhì)素的活性位點(diǎn)少，因此，其生產(chǎn)需要苛刻的反應(yīng)條件以解決木質(zhì)素活性不足的問題，且制備過(guò)程仍會(huì)涉及到大量的石油基化學(xué)品的使用，存在成本、污染和部分原料不可再生問題。

4、如木質(zhì)素僅與水混合制得的膠黏劑用于制備膠合板，即能達(dá)到國(guó)標(biāo)膠合板的膠合強(qiáng)度要求，則很好地避免上述提及的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種高純度低縮合度木質(zhì)素的制備方法，這種制備方法得到的木質(zhì)素與水混合，將得到的水性膠黏劑用于制備膠合板，能夠使膠合板的膠合強(qiáng)度滿足國(guó)標(biāo)gb/t?9846-2015的要求。

2、本發(fā)明的又一目的是提供一種高純度低縮合度木質(zhì)素。

3、本發(fā)明的又一目的是提供上述高純度低縮合度木質(zhì)素在制備膠黏劑中的應(yīng)用。

4、本發(fā)明的又一目的是提供一種水性膠黏劑。

5、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

6、一種高純度低縮合度木質(zhì)素的制備方法，包括以下步驟：

7、s1.?將熔鹽水合物與有機(jī)酸水溶液混合，得到酸性熔鹽水合物體系；

8、s2.?將木質(zhì)纖維素和酸性熔融鹽水合物體系混合，反應(yīng)，分離取固體，得到所述高純度低縮合度木質(zhì)素；

9、其中，所述有機(jī)酸水溶液的濃度為60~140mmol/l。

10、本發(fā)明將一定濃度的有機(jī)酸水溶液與熔融鹽水合物混合，利用該酸性熔融鹽水合物體系將木質(zhì)纖維素中的纖維素和半纖維充分溶解和水解，而木質(zhì)素以固體形式析出，進(jìn)而分離得到高純度木質(zhì)素。同時(shí)，在步驟s2的混合和反應(yīng)過(guò)程中，酸性熔融鹽水合物體系可以限制木質(zhì)素縮合位點(diǎn)—芐基碳正離子和富含電子的芳環(huán)、醛基和希伯特酮之間的傳質(zhì)，木質(zhì)素的分子間縮合反應(yīng)可以被大幅度抑制，其β-o-4鍵保持在高水平，保留木質(zhì)素的原生結(jié)構(gòu)，得到縮合度低的木質(zhì)素。即本發(fā)明的制備方法得到了足夠高純度和足夠低縮合度的木質(zhì)素，其僅與水混合制成水性膠黏劑（不需加入其他有機(jī)化合物（如甲醛））用于膠合板時(shí)，膠合板的膠合強(qiáng)度可滿足標(biāo)準(zhǔn)gb/t?9846-2015的最低要求，即膠合板的膠合強(qiáng)度達(dá)到0.7mpa及以上。

11、本發(fā)明使用特定濃度的有機(jī)酸水溶液，其能夠抑制木質(zhì)素的縮合。如果使用鹽酸、硫酸等無(wú)機(jī)酸，則會(huì)導(dǎo)致木質(zhì)素發(fā)生明顯縮合，進(jìn)而使得到的木質(zhì)素僅與水混合制成的水性膠黏劑用于制備膠合板時(shí)，膠合板的膠合強(qiáng)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)gb/t?9846-2015的最低要求。此外，當(dāng)有機(jī)酸濃度偏低時(shí)，容易導(dǎo)致木質(zhì)素純度降低，固體中含有未被溶解的纖維素和半纖維素，這些雜質(zhì)使由水性膠黏劑制備的膠合板的膠合強(qiáng)度低于0.7mpa。當(dāng)有機(jī)酸濃度偏高時(shí)，使酸性熔融鹽水合物體系的酸性增強(qiáng)，在一定程度上會(huì)導(dǎo)致木質(zhì)素的縮合，使水性膠黏劑制備的膠合板的膠合強(qiáng)度低于0.7mpa。

12、優(yōu)選地，所述有機(jī)酸水溶液的濃度為60~120mmol/l。

13、具體地，所述熔鹽水合物為氯化鋰、溴化鋰、溴化鋅、氯化鋅中的至少一種。

14、具體地，所述有機(jī)酸溶液中的有機(jī)酸為檸檬酸、馬來(lái)酸、醋酸、草酸、甲酸中的至少一種。

15、優(yōu)選地，所述熔鹽水合物與有機(jī)酸水溶液的質(zhì)量比為（1.5~2.5）：1。

16、具體地，所述木質(zhì)纖維素原料為松木、桉木、玉米秸稈中的至少一種。

17、優(yōu)選地，所述步驟s2中，反應(yīng)的時(shí)間為0.5~4h。

18、更優(yōu)選地，所述步驟s2中，反應(yīng)的時(shí)間為1~2h。

19、優(yōu)選地，所述反應(yīng)的溫度為80℃~130℃。

20、步驟s2的反應(yīng)的溫度調(diào)控在該范圍，更有利于纖維素和半纖維素的溶解和水解的同時(shí)也更好地避免木質(zhì)素發(fā)生縮合，得到的水性膠黏劑用于制備膠合板時(shí)，膠合板的膠合強(qiáng)度更高。

21、更優(yōu)選地，所述步驟s2中，反應(yīng)溫度為100℃~110℃。

22、優(yōu)選地，所述步驟s2中，木質(zhì)纖維素原料與酸性熔融鹽水合物的質(zhì)量比為1：（10~30）。

23、更優(yōu)選地，所述步驟s2中，木質(zhì)纖維素原料與酸性熔融鹽水合物的質(zhì)量比為1：20。

24、本發(fā)明還保護(hù)上述高純度低縮合度木質(zhì)素在制備膠黏劑中的應(yīng)用。

25、一種水性膠黏劑，包括上述高純度低縮合度木質(zhì)素。

26、優(yōu)選地，所述水性膠黏劑由水和所述高純度低縮合度木質(zhì)素組成；所述高純度低縮合度木質(zhì)素與水的質(zhì)量比為1：（1~5）。

27、更優(yōu)選地，所述高純度低縮合度木質(zhì)素與水的質(zhì)量比為1：（3~5）。

28、一種上述水性膠黏劑的使用方法，將水性膠黏劑涂在待粘接物件之間，然后進(jìn)行熱壓。

29、優(yōu)選地，所述待粘接物件為木質(zhì)物件。

30、在熱壓條件下，通過(guò)高純度低縮合木質(zhì)素與木質(zhì)物件內(nèi)的木質(zhì)素發(fā)生縮聚反應(yīng)并進(jìn)行橋連，完成黏結(jié)。

31、優(yōu)選地，所述熱壓的溫度為100℃~160℃。

32、更優(yōu)選地，所述熱壓的溫度為120℃~160℃。

33、更優(yōu)選地，所述熱壓的溫度為130℃~150℃。

34、優(yōu)選地，所述熱壓的壓力為0.1~3mpa。

35、更優(yōu)選地，所述熱壓的壓力為0.5~2.5mpa。

36、優(yōu)選地，所述熱壓的時(shí)間為2~15min。

37、更優(yōu)選地，所述熱壓的時(shí)間為5~15min。

38、一種膠合板，包括上述水性膠黏劑。

39、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

40、本發(fā)明將一定濃度的有機(jī)酸水溶液與熔融鹽水合物混合，利用該酸性熔融鹽水合物體系分離得到高純度低縮合度木質(zhì)素。其僅與水混合制成水性膠黏劑（不需加入有機(jī)化合物（如甲醛））用于膠合板時(shí)，膠合板的膠合強(qiáng)度可滿足標(biāo)準(zhǔn)gb/t?9846-2015的最低要求，即膠合板的膠合強(qiáng)度達(dá)到0.7mpa及以上。

41、本發(fā)明得到的水性膠黏劑能夠規(guī)避甲醛等有害氣體的產(chǎn)生和釋放、降低對(duì)人體的危害，同時(shí)減少對(duì)傳統(tǒng)石化資源的依賴，降低因使用不可再生資源帶來(lái)的環(huán)境壓力，實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維素的高值化利用，有力地促進(jìn)資源的可持續(xù)利用，具有極大工業(yè)應(yīng)用潛力。