本發(fā)明涉及膠黏劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用胡敏素改性產(chǎn)物制備木材膠黏劑的方法。

背景技術(shù)：

隨著石化資源的日益枯竭，開(kāi)發(fā)可再生資源制備高價(jià)值化工產(chǎn)品具有重要意義。糖類(lèi)化合物水解制備平臺(tái)化合物（如乙酰丙酸，5-羥甲基糠醛，呋喃等）已成為一種重要技術(shù)。胡敏素是糖類(lèi)化合物水解過(guò)程中產(chǎn)生的一種水不溶性高聚物，產(chǎn)率可高達(dá)40-50wt%。目前胡敏素被認(rèn)為是一種低價(jià)值副產(chǎn)物，主要用于直接燃燒發(fā)電，利用效率低下，造成資源的大量浪費(fèi)。

酚醛樹(shù)脂膠黏劑被廣泛應(yīng)用于木材工業(yè)，是人造板工業(yè)中常用的三大膠之一。但酚醛樹(shù)脂膠黏劑存在著原料苯酚成本較高、固化時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。苯酚不僅成本高，而且污染大，苯酚污染主要通過(guò)灌溉、雨水、洪水泛濫等途徑，在土壤環(huán)境中被吸收、積累而造成土壤環(huán)境的污染。并且通過(guò)所種植的農(nóng)作物對(duì)污染物的吸收所富集，將危害擴(kuò)大到生物鏈與食物鏈中，最終對(duì)人類(lèi)的健康、生存、繁衍造成危害。大氣中的酚類(lèi)可以通過(guò)濕沉降的途徑進(jìn)入水體。因此，開(kāi)發(fā)廉價(jià)及污染低的苯酚代替原料和合成高性能的木材膠黏劑具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種利用胡敏素改性產(chǎn)物代替部分或全部苯酚合成木材膠黏劑的方法，把高聚物胡敏素改性為具有芳香官能團(tuán)的產(chǎn)物以代替苯酚合成木材膠黏劑，把低價(jià)值的胡敏素轉(zhuǎn)化為高價(jià)值的木材膠黏劑，解決了目前胡敏素利用效率低下、資源嚴(yán)重浪費(fèi)的問(wèn)題。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種利用胡敏素改性產(chǎn)物制備木材膠黏劑的方法，步驟如下：將胡敏素改性產(chǎn)物、甲醛置于反應(yīng)容器中，在70-80℃下反應(yīng)30-50min，得到木材膠黏劑。

所述胡敏素改性產(chǎn)物和甲醛的質(zhì)量比是（2-3）：1。

利用胡敏素改性產(chǎn)物制備木材膠黏劑的方法，步驟如下：將胡敏素改性產(chǎn)物、苯酚和甲醛溶液置于反應(yīng)容器中，在70-90℃下反應(yīng)30-90min，得到木材膠黏劑。

所述胡敏素改性產(chǎn)物、苯酚和甲醛的質(zhì)量比是（0.5-1.5）：（1.5-2.5）：1。

所述胡敏素改性產(chǎn)物的制備方法如下：將胡敏素和3-5mol/l的氫氧化鈉溶液放入反應(yīng)罐中，每克胡敏素加入5ml氫氧化鈉溶液；密閉反應(yīng)罐，在200-210℃下恒溫反應(yīng)6-12小時(shí)，用水冷卻至室溫，得到胡敏素改性產(chǎn)物。

優(yōu)選的，所述的利用胡敏素改性產(chǎn)物制備木材膠黏劑的方法，步驟如下：

（1）將胡敏素和3-5mol/l的氫氧化鈉溶液放入反應(yīng)罐中，每克胡敏素加入5ml氫氧化鈉溶液；密閉反應(yīng)罐，在200-210℃下恒溫反應(yīng)6-12小時(shí)，用水冷卻至室溫，得到胡敏素改性產(chǎn)物；

（2）將胡敏素改性產(chǎn)物、苯酚和甲醛溶液置于反應(yīng)容器中，在70-90℃下反應(yīng)30-90min，得到木材膠黏劑。

所述甲醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用胡敏素改性產(chǎn)物能夠代替全部苯酚合成木材膠黏劑，制備過(guò)程中不添加苯酚，極大降低了膠黏劑的成本和提高了環(huán)保性能；所述不添加苯酚制備的膠黏劑產(chǎn)品的ph值為11.0-12.5，黏度60-100mpa·s，游離苯酚含量為0，游離甲醛含量0.2-0.3%，膠黏強(qiáng)度0.30-0.56mpa。胡敏素改性產(chǎn)物完全代替苯酚合成膠黏劑的粘度、ph值、游離甲醛含量和游離苯酚含量滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)（gb/t14732—2006）要求，其膠黏強(qiáng)度最高可達(dá)到國(guó)標(biāo)要求的80%左右。

如果想要得到高強(qiáng)度的木材膠黏劑，可以在制備膠黏劑的過(guò)程中，添加一部分的胡敏素改性產(chǎn)物，減少苯酚的用量，不僅能夠提高胡敏素的利用價(jià)值，而且降低了制備木材膠黏劑所需的原料成本，且減少苯酚能夠很大程度的減少污染物的產(chǎn)生，節(jié)能環(huán)保；添加一部分胡敏素改性產(chǎn)物制備的木材膠黏劑對(duì)松木的膠黏強(qiáng)度為0.81mpa，粘度為112mpa·s，ph值為9.4，固含量45%，游離甲醛含量為0.2%，固化時(shí)間30s，所得木材膠黏劑主要性能參數(shù)滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)（gb/t14732—2006）要求；此技術(shù)工藝流程簡(jiǎn)單、操作方便，具有工業(yè)化應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施例1中胡敏素改性產(chǎn)物的紅外光譜譜圖；

圖2是實(shí)施例1中胡敏素改性產(chǎn)物的氣質(zhì)聯(lián)用光譜分析；

圖3是實(shí)施例4中所制備的膠黏劑產(chǎn)品；

圖4是實(shí)施例4中膠黏強(qiáng)度測(cè)試過(guò)程中的木材黏貼樣品。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本實(shí)施例利用胡敏素改性產(chǎn)物完全代替苯酚合成木材膠黏劑的具體步驟如下：

（1）將胡敏素和3mol/l的氫氧化鈉溶液放入反應(yīng)罐中，每克胡敏素加入5ml氫氧化鈉溶液；密閉反應(yīng)罐，在200℃下恒溫反應(yīng)12小時(shí)，用水冷卻至室溫，得到胡敏素改性產(chǎn)物；

（2）將胡敏素改性產(chǎn)物、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛置于反應(yīng)容器中，在75℃下反應(yīng)50min，所述胡敏素改性產(chǎn)物和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛的質(zhì)量比是2：1，得到膠黏劑產(chǎn)品。

表1是實(shí)施例1-3制備的膠黏劑得主要性能參數(shù)，胡敏素改性產(chǎn)物完全代替苯酚合成膠黏劑的粘度，ph值，游離甲醛含量，游離苯酚含量滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)（gb/t14732—2006）要求，其膠黏強(qiáng)度最高可達(dá)到國(guó)標(biāo)要求的80%左右。胡敏素改性產(chǎn)物完全代替苯酚產(chǎn)品在整個(gè)合成過(guò)程中沒(méi)有添加苯酚，極大降低了膠黏劑的成本和提高了環(huán)保性能。

圖1是本實(shí)施例制備的胡敏素改性產(chǎn)物的紅外光譜分析，從圖1可以看出胡敏素改性產(chǎn)物含有苯環(huán)骨架(c=c)伸縮振動(dòng)峰(1600cm^-1，1450cm^-1)，苯環(huán)c-h面外彎曲振動(dòng)峰(860cm-1，780cm^-1)，和酚羥基的c-o伸縮振動(dòng)峰（在1220cm^-1附近的強(qiáng)且寬吸收峰），說(shuō)明胡敏素改性產(chǎn)物含有酚類(lèi)化合物；圖2是實(shí)施例1中胡敏素改性產(chǎn)物的氣質(zhì)聯(lián)用光譜分析，圖2進(jìn)一步證明了胡敏素改性產(chǎn)物主要為酚類(lèi)化合物；胡敏素改性產(chǎn)物中的酚類(lèi)化合物可以與甲醛發(fā)生縮聚反應(yīng)，從而用來(lái)取代苯酚制備木材膠黏劑。

實(shí)施例2

本實(shí)施例利用胡敏素改性產(chǎn)物完全代替苯酚合成木材膠黏劑的具體步驟如下：

（1）將胡敏素和4mol/l的氫氧化鈉溶液放入反應(yīng)罐中，每克胡敏素加入5ml氫氧化鈉溶液；密閉反應(yīng)罐，在205℃下恒溫反應(yīng)8小時(shí)，用水冷卻至室溫，得到胡敏素改性產(chǎn)物；

（2）將胡敏素改性產(chǎn)物、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛置于反應(yīng)容器中，在80℃下反應(yīng)30min，所述胡敏素改性產(chǎn)物和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛的質(zhì)量比是2.5：1，得到膠黏劑產(chǎn)品。

本實(shí)施例制備木材膠黏劑的主要性能參數(shù)見(jiàn)表1所示。

實(shí)施例3

本實(shí)施例利用胡敏素改性產(chǎn)物完全代替苯酚合成木材膠黏劑的具體步驟如下：

（1）將胡敏素和5mol/l的氫氧化鈉溶液放入反應(yīng)罐中，每克胡敏素加入5ml氫氧化鈉溶液；密閉反應(yīng)罐，在210℃下恒溫反應(yīng)6小時(shí)，用水冷卻至室溫，得到胡敏素改性產(chǎn)物；

（2）將胡敏素改性產(chǎn)物、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛置于反應(yīng)容器中，在70℃下反應(yīng)40min，所述胡敏素改性產(chǎn)物和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛的質(zhì)量比是3：1，得到膠黏劑產(chǎn)品。

本實(shí)施例制備木材膠黏劑的主要性能參數(shù)見(jiàn)表1所示。

實(shí)施例4

本實(shí)施例利用胡敏素改性產(chǎn)物代替部分苯酚合成木材膠黏劑的具體步驟如下：

（1）收集以葡萄糖為原料制備乙酰丙酸過(guò)程中所產(chǎn)生胡敏素，取4g胡敏素和20ml濃度為3mol/l的氫氧化鈉溶液，放入100ml的反應(yīng)罐中，程序升溫1小時(shí)至200℃，并在200℃下恒溫保持12小時(shí)，反應(yīng)完后用水冷卻至室溫，得到黑色的胡敏素改性產(chǎn)物。

（2）把步驟（1）所得的胡敏素改性產(chǎn)物倒入250ml三口燒瓶中，加入4g苯酚和10ml濃度為37%的甲醛溶液。所述三口燒瓶置于水浴箱中，打開(kāi)三口燒瓶的機(jī)械攪拌器和接通冷凝管，恒溫85℃保持75分鐘，得到木材膠黏劑。

本實(shí)施例中木材膠黏劑的主要性能均采用國(guó)標(biāo)gb/t14074—2006進(jìn)行測(cè)試。所獲木材膠黏劑對(duì)松木的膠黏強(qiáng)度為0.8mpa，粘度112mpa·s，ph值為9.4，固含量45%，游離甲醛含量為0.2%，固化時(shí)間30s，所得木材膠黏劑主要性能參數(shù)滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)（gb/t14732—2006）要求。本實(shí)施例中木材膠黏劑的性能參數(shù)與國(guó)標(biāo)gb/t14732—2006中酚醛樹(shù)脂木材膠黏劑所要求的性能參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表2。

如圖3和圖4所示，圖3是實(shí)例4產(chǎn)生的膠黏劑樣品，圖4是實(shí)例4中測(cè)試膠黏強(qiáng)度時(shí)的樣品。利用本實(shí)施例制備的膠黏劑樣品能夠達(dá)到一般膠黏劑的強(qiáng)度，對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試時(shí)，具有應(yīng)力均勻、接縫彌合、膠接強(qiáng)度高、耐水性好等特點(diǎn)。

實(shí)施例5

本實(shí)施例利用胡敏素改性產(chǎn)物代替部分苯酚合成木材膠黏劑的具體步驟如下：

（1）收集以葡萄糖為原料制備乙酰丙酸過(guò)程中所產(chǎn)生胡敏素。取2g胡敏素和10ml濃度為3mol/l的氫氧化鈉溶液，放入100ml的反應(yīng)罐中，程序升溫1小時(shí)至210℃，并在210℃下恒溫保持6小時(shí)，反應(yīng)完后用水冷卻至室溫，得到黑色均相的胡敏素改性產(chǎn)物；

（2）把步驟（1）所得的胡敏素改性產(chǎn)物倒入250ml三口燒瓶中，加入4g苯酚和7.5ml濃度為37%的甲醛溶液。所述三口燒瓶置于水浴箱中，打開(kāi)三口燒瓶的機(jī)械攪拌器和接通冷凝管，恒溫85℃保持75分鐘，得到黑色的木材膠黏劑。

實(shí)施例6

（1）將胡敏素和3mol/l的氫氧化鈉溶液放入反應(yīng)罐中，每克胡敏素加入5ml氫氧化鈉溶液；密閉反應(yīng)罐，在200℃下恒溫反應(yīng)12小時(shí)，用水冷卻至室溫，得到胡敏素改性產(chǎn)物；

（2）將胡敏素改性產(chǎn)物、苯酚和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛溶液置于反應(yīng)容器中，所述胡敏素改性產(chǎn)物、苯酚和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛的質(zhì)量比是0.5：2.5：1，在70℃下反應(yīng)90min，得到木材膠黏劑。

實(shí)施例7

本實(shí)施例利用胡敏素改性產(chǎn)物代替部分苯酚合成木材膠黏劑的具體步驟如下：

（1）將胡敏素和4mol/l的氫氧化鈉溶液放入反應(yīng)罐中，每克胡敏素加入5ml氫氧化鈉溶液；密閉反應(yīng)罐，在205℃下恒溫反應(yīng)8小時(shí)，用水冷卻至室溫，得到胡敏素改性產(chǎn)物；

（2）將胡敏素改性產(chǎn)物、苯酚和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛溶液置于反應(yīng)容器中，所述胡敏素改性產(chǎn)物、苯酚和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛的質(zhì)量比是1.0：2.0：1，在80℃下反應(yīng)75min，得到木材膠黏劑。

實(shí)施例8

本實(shí)施例利用胡敏素改性產(chǎn)物代替部分苯酚合成木材膠黏劑的具體步驟如下：

（1）將胡敏素和5mol/l的氫氧化鈉溶液放入反應(yīng)罐中，每克胡敏素加入5ml氫氧化鈉溶液；密閉反應(yīng)罐，在210℃下恒溫反應(yīng)6小時(shí)，用水冷卻至室溫，得到胡敏素改性產(chǎn)物；

（2）將胡敏素改性產(chǎn)物、苯酚和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛溶液置于反應(yīng)容器中，所述胡敏素改性產(chǎn)物、苯酚和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛的質(zhì)量比是1.5：1.5：1，在90℃下反應(yīng)30min，得到木材膠黏劑。

表1.實(shí)施例1制備的木材膠黏劑主要性能參數(shù)

表2.實(shí)施例4制備的木材膠黏劑主要性能參數(shù)