本發(fā)明涉及木材膠黏劑制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種生物質(zhì)加速酚醛樹(shù)脂固化及酚醛樹(shù)脂制備方法。
背景技術(shù)：
：酚醛樹(shù)脂(PF)是最早工業(yè)化的合成高分子材料，至今已有一百多年的歷史。在木材工業(yè)中，PF是最主要的室外級(jí)人造板膠粘劑品種，其用量?jī)H次于脲醛樹(shù)脂，是木材工業(yè)領(lǐng)域第二大類(lèi)合成樹(shù)脂膠粘劑，具有更為優(yōu)異的穩(wěn)定性、耐水性及耐候性[黃發(fā)榮,焦楊聲.酚醛樹(shù)脂及其應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003]。盡管PF具有普通脲醛樹(shù)脂無(wú)可比擬的優(yōu)異性能，但它也存在一些固有缺陷，如膠層顏色深、膠層易龜裂等，尤其是固化溫度高、固化速度慢(一般熱壓溫度為130～150℃、熱壓時(shí)間1.2min/mm時(shí))等特點(diǎn)，限制了PF廣泛應(yīng)用[陳玉竹,儲(chǔ)富祥,范東斌,等.復(fù)合型酚醛樹(shù)脂固化促進(jìn)劑的研究[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015,39(1):109-113]。為此，許多研究人員提出了提高酚醛樹(shù)脂固化速率的方法，可加速酚醛樹(shù)脂固化的物質(zhì)包括碳酸鹽(碳酸鈉、碳酸氫鈉等)、碳酸酯、高反應(yīng)活性物質(zhì)(間苯二酚、異氰酸酯等)[雷洪,杜官本,A.Pizzi,etal.苯酚-尿素-甲醛共縮聚樹(shù)脂結(jié)構(gòu)形成比較[J].林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè),2009,29(2):73-78]。同時(shí)，共縮聚改性酚醛樹(shù)脂也是一種加速固化的方法，其中的典型代表包括尿素-苯酚-甲醛共縮聚樹(shù)脂(PUF)[杜官本,雷洪,A.Pizzi,etal.尿素加量對(duì)苯酚-尿素-甲醛共縮聚樹(shù)脂影響的研究[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2009,31(2):122-127]。目前，部分研究成果已為業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)可，并在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中得以廣泛采納。專利“一種熱固性快速固化酚醛樹(shù)脂及其制備方法”(ZL200810224194.8)、“改性熱固型快固酚醛樹(shù)脂”(ZL1916071)、“將普通酚醛樹(shù)脂轉(zhuǎn)化為快速固化木結(jié)構(gòu)膠粘劑的方法”(ZL103834337A)介紹了酚醛樹(shù)脂相關(guān)加速固化的制備方法。通過(guò)比較，以上3個(gè)發(fā)明與本發(fā)明的主要不同體現(xiàn)在三個(gè)方面：(1)以上3個(gè)發(fā)明與本發(fā)明所使用的加速固化價(jià)格及成本不同。以上3個(gè)發(fā)明使用加速固化試劑都是石化產(chǎn)品，價(jià)格相對(duì)較高，而本發(fā)明使用的加速固化試劑是生物質(zhì)材料，價(jià)格低廉，同時(shí)酚醛樹(shù)脂中引入具有可降解的生物質(zhì)材料，當(dāng)材料廢棄埋入土壤中經(jīng)微生物作用降解作用可能會(huì)提高；(2)以上3個(gè)發(fā)明與本發(fā)明加速固化試劑的加入方式不一樣。以上3個(gè)發(fā)明使用加速固化試劑是在酚醛樹(shù)脂合成的過(guò)程中添加，而本發(fā)明使用的加速固化試劑只需在酚醛樹(shù)脂使用前添加，操作上更為簡(jiǎn)單；(3)以上3個(gè)發(fā)明與本發(fā)明制備的酚醛樹(shù)脂使用性能不一樣。以上3個(gè)發(fā)明使用加速固化試劑是在酚醛樹(shù)脂合成的過(guò)程中添加，酚醛樹(shù)脂的聚合度及黏度也會(huì)改變；而本發(fā)明使用的加速固化試劑只需在酚醛樹(shù)脂使用前添加少量，不會(huì)改變酚醛樹(shù)脂的聚合度和黏度。經(jīng)文獻(xiàn)檢索，未見(jiàn)與本發(fā)明相同的公開(kāi)報(bào)道。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問(wèn)題而提供一種生物質(zhì)加速酚醛樹(shù)脂固化及酚醛樹(shù)脂制備方法。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的：本發(fā)明一種生物質(zhì)加速酚醛樹(shù)脂固，所述的酚醛樹(shù)脂的原料配比和生物質(zhì)固化促進(jìn)劑加量為：甲醛和苯酚的摩爾比為1.8:1.0～2.2:1.0，生物質(zhì)固化促進(jìn)劑加量占酚醛樹(shù)脂固體含量的2-7％。本發(fā)明一種生物質(zhì)加速酚醛樹(shù)脂的備方法，包括以下步驟：(1)將37wt％甲醛水溶液和苯酚加入到反應(yīng)釜中，用堿溶液調(diào)節(jié)pH值為8.5～9.0，加熱升溫至90℃左右；(2)15min后用堿溶液調(diào)節(jié)pH值為8.5～9.0；(3)再過(guò)15min后，用堿溶液調(diào)節(jié)pH值為8.5～9.0；(4)反應(yīng)至水混合性200％左右，降溫至40℃，用堿溶液調(diào)節(jié)pH值為8.5～9.0，冷卻放料得到酚醛樹(shù)脂；(5)酚醛樹(shù)脂在使用之前，加入生物質(zhì)固化促進(jìn)劑。進(jìn)一步，步驟(1)中，所述甲醛與苯酚的摩爾比為1.8:1.0～2.2:1.0。步驟(1)-(4)中，所述堿為NaOH、KOH中的一種或兩種。步驟(1)-(4)中，所述堿濃度為20％、30％和40％。步驟(5)中，所述的生物質(zhì)固化促進(jìn)劑為預(yù)處理單寧、雙醛淀粉、預(yù)處理木粉、預(yù)處理血蛋白中的兩種或多種；步驟(5)中，所述的生物質(zhì)固化促進(jìn)劑加入量占酚醛樹(shù)脂固體含量的2-7％。本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明是一種生物質(zhì)加速酚醛樹(shù)脂固化及酚醛樹(shù)脂制備方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明使用的加速固化試劑是生物質(zhì)材料，價(jià)格低廉，同時(shí)酚醛樹(shù)脂中引入具有可降解的生物質(zhì)材料，當(dāng)材料廢棄埋入土壤中經(jīng)微生物作用降解作用可能會(huì)提高；本發(fā)明酚醛樹(shù)脂的制備工藝也相對(duì)簡(jiǎn)單，且使用的加速固化試劑只需在酚醛樹(shù)脂使用前添加，操作上更為簡(jiǎn)單；本發(fā)明制備的酚醛樹(shù)脂固化溫度較低和固化時(shí)間較短，適用于人造板生產(chǎn)和家具制造。具體實(shí)施方式下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：本發(fā)明一種生物質(zhì)加速酚醛樹(shù)脂固，所述的酚醛樹(shù)脂的原料配比和生物質(zhì)固化促進(jìn)劑加量為：甲醛和苯酚的摩爾比為1.8:1.0～2.2:1.0，生物質(zhì)固化促進(jìn)劑加量占酚醛樹(shù)脂固體含量的2-7％。本發(fā)明一種生物質(zhì)加速酚醛樹(shù)脂的備方法，包括以下步驟：(5)將37wt％甲醛水溶液和苯酚加入到反應(yīng)釜中，用堿溶液調(diào)節(jié)pH值為8.5～9.0，加熱升溫至90℃左右；(6)15min后用堿溶液調(diào)節(jié)pH值為8.5～9.0；(7)再過(guò)15min后，用堿溶液調(diào)節(jié)pH值為8.5～9.0；(8)反應(yīng)至水混合性200％左右，降溫至40℃，用堿溶液調(diào)節(jié)pH值為8.5～9.0，冷卻放料得到酚醛樹(shù)脂；(5)酚醛樹(shù)脂在使用之前，加入生物質(zhì)固化促進(jìn)劑。進(jìn)一步，步驟(1)中，所述甲醛與苯酚的摩爾比為1.8:1.0～2.2:1.0。步驟(1)-(4)中，所述堿為NaOH、KOH中的一種或兩種。步驟(1)-(4)中，所述堿濃度為20％、30％和40％。步驟(5)中，所述的生物質(zhì)固化促進(jìn)劑為預(yù)處理單寧、雙醛淀粉、預(yù)處理木粉、預(yù)處理血蛋白中的兩種或多種；步驟(5)中，所述的生物質(zhì)固化促進(jìn)劑加入量占酚醛樹(shù)脂固體含量的2-7％。實(shí)施例1：(1)將37wt％甲醛水溶液146份和苯酚98份加入到反應(yīng)釜中，用30％NaOH堿溶液調(diào)節(jié)pH值為8.5～9.0，加熱升溫至90℃左右；(2)15min后用30％NaOH堿溶液調(diào)節(jié)pH值為8.5～9.0；(3)再過(guò)15min后，用30％KOH堿溶液調(diào)節(jié)pH值為8.5～9.0；(4)反應(yīng)至水混合性200％左右，降溫至40℃，用30％NaOH堿溶液調(diào)節(jié)pH值為8.5～9.0，冷卻放料得到酚醛樹(shù)脂。(5)酚醛樹(shù)脂在使用之前，加入生物質(zhì)固化促進(jìn)劑4.6份。通過(guò)差示掃描量熱分析儀DSC(升溫速率10K/min)對(duì)加固化促進(jìn)劑前(PF1)、后(PF2)酚醛樹(shù)脂的固化溫度和固化時(shí)間測(cè)試指標(biāo)如下：酚醛樹(shù)脂固化時(shí)間/min固化起始溫度/℃固化峰值溫度/℃PF114.1153.3161.0PF212.7143.0156.7實(shí)施例2：(6)將37wt％甲醛水溶液162份和苯酚98份加入到反應(yīng)釜中，用30％KOH堿溶液調(diào)節(jié)pH值為8.5～9.0，加熱升溫至90℃左右；(7)15min后用30％KOH堿溶液調(diào)節(jié)pH值為8.5～9.0；(8)再過(guò)15min后，用30％NaOH堿溶液調(diào)節(jié)pH值為8.5～9.0；(9)反應(yīng)至水混合性200％左右，降溫至40℃，用30％KOH堿溶液調(diào)節(jié)pH值為8.5～9.0，冷卻放料得到酚醛樹(shù)脂。(10)酚醛樹(shù)脂在使用之前，加入生物質(zhì)固化促進(jìn)劑5.8份。通過(guò)差示掃描量熱分析儀DSC(升溫速率10K/min)對(duì)加固化促進(jìn)劑前(PF1)、后(PF2)酚醛樹(shù)脂的固化溫度和固化時(shí)間測(cè)試指標(biāo)如下：酚醛樹(shù)脂固化時(shí)間/min固化起始溫度/℃固化峰值溫度/℃PF113.2149.1155.6PF211.3138.7152.4以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3