專利名稱：：堿木素氧化淀粉改性脲醛膠及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種木材粘合劑，是一種改性脲醛膠及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：運(yùn)用從造紙廢液中提取的堿木素作木材膠粘劑的改性材料，對脲醛膠進(jìn)行改性，是一件集廢液處理、廢物利用、降低成本、減少對石油的依賴和游離醛釋放量小等多種利益的好事，有志于此并已行動者漸增，從而，相關(guān)資料也屢見報道。但現(xiàn)有技術(shù)中多采用單一的堿木素作改性劑，先將#素提取純化后再制備木質(zhì)素基脲醛樹脂膠粘劑，工藝復(fù)雜，純化后的剩余物不能有效利用，還造成二次污染；而且這些用堿木素改性的脲醛膠易沉淀，使用過程中適用期短。CN1854233公開了一種"改性木素膠及其制作方法"，該專利是用木素、甲醛、作增強(qiáng)劑的酚類化合物、作催化劑氫氧化物、作溶劑的水和/或乙醇，按一定比例混合在反應(yīng)釜中，80匸溫度條件下反應(yīng)4一8小時即成，該膠的甲醛含量僅占25—35%，對石油依賴小、省成本、游離酚和醛釋放量低。但該技術(shù)對膠的欠穩(wěn)定易沉淀的問題尚未給予關(guān)注。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是專門提供一種對堿木素不需經(jīng)過純化處理的、用堿木素、氧化淀粉和硼砂為改性原料的堿木素氧化淀粉改性脲醛膠及其生產(chǎn)方法。解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是M木素氧化淀粉改性脲醛膠由下列原料及其重量份配比而成235—245份純度為37%的工業(yè)用甲醛、133—159份工業(yè)用尿素、0.5-1.5份聚乙烯醇、5-7份氨水、30-50份工業(yè)用的水、兩次分別調(diào)節(jié)pH值為7-7.5和8.5-9的量的NaOH溶液和100—300份堿木素氧化淀粉改性劑；本改性脲醛膠呈棕色膠狀液，251C涂4杯粘度40—50S，密度(251C)為1.10—1.25g/cm3,固含量40%_50%，常溫中j^存期〉1個月，出現(xiàn)沉淀時間〉15天，在63t:水中浸3h其膠合強(qiáng)度>0.7MPa，用于楊木九合板(厚度12mm)作粘合劑時其平均甲醛釋放量l.2mg/L，達(dá)Ei級。所說的堿木素氧化淀粉改劑的制取方法是將60—65重量純度為37%的工業(yè)甲醛、130—140重量份堿木素、24—30重量份氧化淀粉、2—3重量份硼砂、400—500重量份水和能將反應(yīng)環(huán)境的pH值調(diào)節(jié)至9一10的量的NaOH溶液，一起加A^^應(yīng)釜，在pH-9—10的環(huán)境中，30—60分鐘時間內(nèi)升溫至90—951C,保溫反應(yīng)55—65分鐘后，冷卻至常溫，放料即成。所述的堿木素氧化淀粉改性脲搭膠的生產(chǎn)方法按下列步驟進(jìn)行(1)購買或自制堿木素氧化淀粉改性劑欲自制，貝'J按權(quán)利要求2所示方法制成；(2)備料從化工商店或生產(chǎn)廠家購得235—245重量份純度為37%工業(yè)甲醛、133—159重量份工業(yè)用尿素、0.5—1.5重量份聚乙烯醇、5—7重量份氨水、30—50份工業(yè)用的水、調(diào)節(jié)pH值所需足量的30%NaOH溶液和100—300重量份步驟(1)所述的堿木素氧化淀粉改性劑；(3)加料與反應(yīng)在反應(yīng)釜中加入235—245重量份純度為37%的工業(yè)用甲醛、0.5—1.5重量份聚乙烯醇、5—7重量份氨水和30—50重量份工業(yè)用的水，在常溫中反應(yīng)10min，首次加尿素75—85重量份，升溫至80"C再第二次加入尿素8_12重量份，在0.5—1小時中升溫至100—105t:，反應(yīng)至25"涂4杯測粘度為28秒即止，用30%濃度的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為7.0—7.5，再第三次加尿素45—55重量份，自然降溫反應(yīng)至90'C，再用30%NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為8，5—9.0，加入堿木素氧化淀粉改性劑100—300重量份，在75—851C中保溫反應(yīng)20min，第四次加入尿素5—7重量份，自然反應(yīng)至50"C以下出料。本發(fā)明的有益效果是采用本方法制得的改性堿木素氧化淀粉脲醛膠，原料成本低，游離甲醛少，增強(qiáng)了膠的耐水性和穩(wěn)定性，防止了膠的沉淀與分層。具體實(shí)施例方式本發(fā)明下面結(jié)合實(shí)施例予以進(jìn)一步詳述現(xiàn)有技術(shù)中較早公示的堿木素改性劑往往采取純化后再應(yīng)用，工藝復(fù)雜、會產(chǎn)生二次污染，新近也>^開了一些不經(jīng)純化直接將堿木素作改性劑應(yīng)用的專利技術(shù)，后者改性后的膠粘劑易產(chǎn)生沉淀，穩(wěn)定性和耐水性欠理想。上述兩類改性劑，基本上是用堿木素這種單一原料作改性劑，各原料的互補(bǔ)功能難以體現(xiàn)。而本改性劑(即堿木素氧化淀粉改性劑的簡稱，下同)是以堿木素、氧化淀粉和硼砂為原料，發(fā)揮各自的理化功能，從多角度出發(fā)改善膠粘劑的性能，其化學(xué)機(jī)理是在堿性條件下，使堿木素分子結(jié)構(gòu)中的皿、酚羥基成為帶負(fù)電荷的基團(tuán)，并與甲醛進(jìn)行羥甲基化反應(yīng)羥甲基化產(chǎn)物與氧化淀粉中的活性基團(tuán)如羥基、醛基、g發(fā)生交^i^應(yīng)，同時依賴硼砂對鞋曱基化產(chǎn)物的絡(luò)合作用，在堿木素的分子健之間均勻?qū)脒m量結(jié)合牢固的化學(xué)鍵，如醚鍵、酯鍵等，通過化學(xué)鍵在分子鏈間的結(jié)合力，阻止因水分子的進(jìn)一步鍥入，導(dǎo)致膠粘劑務(wù)子鏈間距離被撐大而使大量氳鍵結(jié)合力被破壞，實(shí)現(xiàn)在膠層結(jié)構(gòu)中以少量的化學(xué)鍵為核心，在其周圍輔以大量的氫鍵共同構(gòu)成改性膠粘劑的耐水性膠層。由于堿木素化學(xué)鍵上的M之間易形成氳鍵，容易導(dǎo)致g素顆粒團(tuán)聚沉淀，^J!^粘劑產(chǎn)生分層。通過淀粉對堿木素的改性作用，可以防止此現(xiàn)象的發(fā)生，提高樹脂的存儲穩(wěn)定性，防止堿木素改性膠粘劑的分層?，F(xiàn)先將本改性劑各原料及其重量份配比按7項(xiàng)實(shí)施例列表(表l)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)施例1(對照表1中原料及其重量份配比值和pH值)將重量份分別為60份的純度為37%的工業(yè)甲醛、130份堿木素、24份氧化淀粉、2份硼砂和400份工業(yè)用水，一次性加入到反應(yīng)釜內(nèi)，用重量百分比為30%的NaOH溶液調(diào)整釜內(nèi)反應(yīng)環(huán)境的pH值至9，在30分鐘時間內(nèi)升溫至90"C,保持溫>^應(yīng)65分鐘后冷卻至常溫，放料桶裝。實(shí)施例2:加入原料及其重量份參照表1中實(shí)施例2所示值，用30。0aOH調(diào)整pH值至9.5,在45分鐘內(nèi)升溫至93°C,保溫反應(yīng)60分鐘后，冷卻至常溫放料桶裝。實(shí)施例3:加入原料及重量份參照表1中實(shí)施例3所示值，用30%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至10,在60分鐘內(nèi)升溫至95t，保溫反應(yīng)55分鐘后，冷卻至常溫放料桶裝。其余實(shí)施例4-7均按表中對應(yīng)實(shí)施例4—7的原料及重量份、pH值所示加入，其余參考實(shí)施例1—3的方法制成。需^兌明的是作為催化劑的NaOH溶液的百分比濃度不必拘泥于30%—個值，可在20%—40%甚至更寬范圍中選用，但作為備料，只需籌備最常用的一種濃度即可，因此，姑且定位30%。調(diào)節(jié)pH值也還可用氬氧化鎂、氫氧化鉀等堿。上述7項(xiàng)實(shí)施例中，以實(shí)施例2.6優(yōu)選。這些實(shí)施例只是專用的改性劑的實(shí)施例。下面再將本改性劑與其它原料及其重量份配比以8項(xiàng)制得改性膠的實(shí)施例列表2:(表2)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)施例8(對照表2中實(shí)施例8的原料及重量份配比值):在反應(yīng)釜中加入235重量份(下同)純度為37%的工業(yè)用甲醛、0.5份聚乙烯醇、5份氨水和30份工業(yè)用水，在常溫反應(yīng)10min，第一次加入"份尿素，升溫至80。C,再第二次加入尿素8份，在半小時至1小時中升溫至1001C—1051C反應(yīng)至251C涂4杯測粘度為28秒即止，用30%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值為7.0—7.5，再第三次加尿素45份，自然降溫反應(yīng)至90°C，用30%的NaOH調(diào)節(jié)pH值為8.5—9.0，加入堿木素氧化淀粉改性劑(簡稱本改性劑)100份，在75—85"C中保溫反應(yīng)20min，第四次加入尿素5份，自然反應(yīng)至5or;以下出料即成。其余實(shí)施例9一15均對照表2中對應(yīng)實(shí)施例9—15的原料及其重量份值，與實(shí)施例8相同方法制成本改性脲醛膠。上述八項(xiàng)實(shí)施例中，以實(shí)施例9、14、15優(yōu)選。權(quán)利要求1、一種堿木素氧化淀粉改性脲醛膠，其特征是由下列原料及其重量份配比而成235-245份純度為37％的工業(yè)用甲醛、133-159份工業(yè)用尿素、0.5-1.5份聚乙烯醇、5-7份氨水、30-50份工業(yè)用的水、兩次分別調(diào)節(jié)pH值為7-7.5和8.5-9的量的NaOH溶液和100-300份堿木素氧化淀粉改性劑；本改性脲醛膠呈棕色膠狀液，25℃涂4杯粘度40-50S，密度1.10-1.25g/cm3，固含量40％-50％，常溫中貯存期＞1個月，出現(xiàn)沉淀時間＞15天，在63℃水中浸3h其膠合強(qiáng)度＞0.7MPa，用于楊木九合板作粘合劑時其平均甲醛釋放量1.2mg/L，達(dá)E1級。2、如權(quán)利要求1所述的堿木素氧化淀粉改性脲醛膠，其特征是所說的堿木素氧化淀粉改性劑的制取方法是將60—65重量份純度為37%的工業(yè)甲醛、130—140重量份堿木素、24—30重量份氧化淀粉、2—3重量份硼砂、400—500重量份水和能將反應(yīng)環(huán)境的pH值調(diào)節(jié)至9—10的量的NaOH溶液，一起加入^^應(yīng)釜，在pH-9—IO的環(huán)境中，30—60分鐘時間內(nèi)升溫至90—951C，保溫反應(yīng)55—65分鐘后，冷卻至常溫，放料即成。3、如權(quán)利要求1所述的堿木素氧化淀粉改性脲醛膠的生產(chǎn)方法，其特征是按下列步驟進(jìn)行(1)購買或自制堿木素氧化淀粉改性劑欲自制，則按權(quán)利要求2所示方法制成；(2)備料從化工商店或生產(chǎn)廠家購得235—245重量份純度為37%工業(yè)甲醛、133—159重量份工業(yè)用尿素、0.5—1.5重量份聚乙烯醇、5—7重量份氨水、30—50份工業(yè)用的水、調(diào)節(jié)pH值所需/t量的30%NaOH溶液和100—300重量份步驟(1)所述的堿木素氧化淀粉改性劑；(3)加料與反應(yīng)在反應(yīng)釜中加入235—245重量份純度為37%的工業(yè)用甲醛、0.5—1.5重量份聚乙烯醇、5—7重量份氨水和30—50重量份工業(yè)用的水，在常溫中反應(yīng)10min，首次如尿素75—85重量份,升溫至801C再第二次加入尿素8—12重量份，在0.5—1小時中升溫至100—105t:，反應(yīng)至25匸涂4杯測粘度為28秒即止，用304濃度的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為7.0—7.5，再第三次加尿素45—55重量份，自然降溫反應(yīng)至901C，再用30WaOH溶液調(diào)節(jié)pH為8.5—9.0，加入堿木素氧化淀粉改性劑100—300重量份，在75—85匸中保溫反應(yīng)20min，第四次加入尿素5—7重量份，自然反應(yīng)至501C以下出料。全文摘要一種堿木素氧化淀粉改性脲醛膠，由下列原料及其重量份配比而成235-245份純度為37％的工業(yè)用甲醛、133-159份工業(yè)用尿素、0.5-1.5份聚乙烯醇、5-7份氨水、30-50份工業(yè)用的水、兩次分別調(diào)節(jié)pH值為7-7.5和8.5-9的量的NaOH溶液和100-300份堿木素氧化淀粉改性劑組成；本改性脲醛膠呈棕色膠狀液，25℃涂4杯粘度40-50S，密度1.10-1.25g/cm³，固含量40％-50％，平均甲醛釋放量1.2mg/L，達(dá)E₁級。生產(chǎn)本改性膠采取三項(xiàng)步驟一是購買或自制改性劑，二是籌備其余各種原料，三是加料在反應(yīng)釜中反應(yīng)制成。本改性膠成本低、游離醛釋放量小、耐水性和穩(wěn)定性好。文檔編號C09J161/00GK101575487SQ20091009818公開日2009年11月11日申請日期2009年5月5日優(yōu)先權(quán)日2009年5月5日發(fā)明者于紅衛(wèi),金春德申請人:浙江林學(xué)院