一種利用造紙黑液制備復(fù)合生物質(zhì)膠黏劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種利用造紙黑液制備復(fù)合生物質(zhì)膠黏劑的方法，屬于膠黏劑技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是少林的國家，木材供需間存在著較大的矛盾，解決這一矛盾的重要途徑，是必須大力發(fā)展以人造板為中心的復(fù)合板材的生產(chǎn)和利用。用脲醛樹脂膠粘劑生產(chǎn)1立方米刨花板，可以代替3.2立方米原木制成的板材；而用脲醛樹脂膠粘劑生產(chǎn)1噸纖維板，可以代替5.3立方米原木制板材。即膠粘劑對提高木材利用率意義重大；同時，木材工業(yè)對膠粘劑的消耗量也是巨大的，在人造板、膠合板、夾心板、空心板、縫紉機臺板、木塑復(fù)合材料、木合金板等復(fù)合板材方面都要采用大量的膠粘劑。例如:生產(chǎn)15000立方米膠合板需膠粘劑1500 噸。
[0003]由此可見，在復(fù)合板材的生產(chǎn)中要消耗大量的膠黏劑，而在這些膠黏劑中使用最多的是脲醛樹脂膠黏劑，它具有較好的粘接性能，其粘強強度比動、植物膠高，耐光性好而適用于木材、膠合板、層壓板及竹木制品等復(fù)合板材的粘膠生產(chǎn)，更重要的是其價格比較低而被廣泛應(yīng)用。而這些復(fù)合板材制品又被廣泛地用在人們長期居住、生活的家庭和辦公室等場所。但是，這些膠黏劑或復(fù)合板材制品中存在著一定量的游離甲醛，例如，脲醛樹脂膠粘劑中的游離甲醛含量高達5?7%，因其在生產(chǎn)加工和使用過程中放出有毒氣體一甲醛，嚴(yán)重污染損害人們的身體健康，在使用上應(yīng)該受到很大的限制。但是，目前仍然還無法有效地限制其使用，且已發(fā)展到了無法控制的局面。因此，研制開發(fā)、應(yīng)用推廣低甲醛含量復(fù)合板材用膠粘劑成為當(dāng)務(wù)之急，且顯得十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題:針對目前工業(yè)使用的膠黏劑最多的為脲醛樹脂膠黏劑，它雖然粘接性能、耐光性比較好，但是會在生產(chǎn)或者使用過程中放出有毒氣體甲醛，污染了環(huán)境，損害了人體健康的問題，提供了一種利用造紙黑液制備復(fù)合生物質(zhì)膠黏劑的方法。該方法首先通過對造紙黑液進行預(yù)處理，去除其中的大顆粒雜質(zhì)，然后將其與冰醋酸、聚丙烯酰胺等混合，得到含有木質(zhì)素的混合物，在將其與氨水、二甲基甲酰胺等混合得改性木質(zhì)素混合物，將改性木質(zhì)素混合物與淀粉攪拌，放入容器內(nèi)，向其中加入過硫酸銨、N，N- 二甲基甲酰胺等物質(zhì)，進行反應(yīng)，得到復(fù)合生物質(zhì)膠黏劑。不僅制成的膠黏劑環(huán)保安全，不含有任何危害人體的甲醛存在，而且以造紙黑液為原材料，廢物利用，降低了成本，保護了環(huán)境。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(1)取1?3L造紙黑液放入容器中，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH為7.0?7.5，加熱至造紙黑液沸騰，保持溫度1?3h，然后向其中加入100?300mL無水乙醇攪拌均勻，靜置30?40min后過濾； (2)將上述所得的過濾液與冰醋酸按體積比3:1進行混合，將所得的混合液放入密閉容器中，向其中加入100?300g聚丙烯酰胺及200?300mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的鹽酸溶液，攪拌溶解，直至混合均勻，然后使用二氧化碳對其進行密封，排出容器內(nèi)的空氣，攪拌直至容器內(nèi)混合物不再膨脹，過濾得過濾物；
(3)把上述所得的過濾物與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氨水，按固液比1:3進行混合，然后將所得的混合放入容器中，再向其中加入140?230mL 二甲基甲酰胺攪拌均勻，靜置15?25min后，進行離心分離，取上清液放入噴霧干燥機中進行噴霧干燥，收集干燥物，得改性木質(zhì)素混合物；
(4)取300?400g所得的改性木質(zhì)素混合物放入容器中，向其中加入50?80g淀粉，混合均勻，然后向其中加入150?180g過硫酸銨，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4?8%的N，N- 二甲基甲酰胺水溶液浸泡混合物，將容器置于水浴中進行加熱至60?70°C，攪拌1?3h后，向其中加入150?200mL醋酸乙烯酯，靜置陳化5?10h ;
(5)待上述靜置結(jié)束后向其中分別加入130?170mL4-叔丁酚，80?120mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的氫氧化鈉溶液，攪拌30?40min后，再向其中加入60?90mL柑青醛，升溫至80?90°C，加入50?100g氧化鋅進行催化，使用氮氣進行保護，攪拌1?3h ;
(6)在上述攪拌結(jié)束后，降至室溫，向其中加入30?60g硅烷偶聯(lián)劑，攪拌均勻，然后再向其中加入40?80g尿素，在溫度為68?78°C下，攪拌30?40min后，降至室溫，即可得到復(fù)合生物質(zhì)膠黏劑。
[0006]本發(fā)明的應(yīng)用方法是:使用時，將本發(fā)明制成的生物質(zhì)膠黏劑倒入涂膠機上后，把烘干整理好的中板送到涂膠機上進行涂膠，涂膠量控制在100?120g/m2，之后將涂好膠的多層中板裝入預(yù)壓機上進行預(yù)壓，預(yù)壓之后再放入熱壓機上熱壓，設(shè)置熱壓壓力為4?8MPa，熱壓溫度為110?145°C，熱壓10?15s后取出，最后將板材成品進行檢測，測得游離甲醛含量從5?7%降低到了 0.8?1.2%，去除率高達84%以上，達到優(yōu)等品的要求。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明制成的膠黏劑環(huán)保安全，粘接效果顯著，且不含有任何危害人體的甲醛存在，對于環(huán)境沒有任何危害；
(2)本發(fā)明以造紙黑液為原材料，廢物利用，降低了生產(chǎn)成本，保護了環(huán)境。
【具體實施方式】
[0008]首先取1?3L造紙黑液放入容器中，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH為7.0?7.5，加熱至造紙黑液沸騰，保持溫度1?3h，然后向其中加入100?300mL無水乙醇攪拌均勻，靜置30?40min后過濾；然后將上述所得的過濾液與冰醋酸按體積比3:1進行混合，將所得的混合液放入密閉容器中，向其中加入100?300g聚丙烯酰胺及200?300mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60 %的鹽酸溶液，攪拌溶解，直至混合均勻，然后使用二氧化碳對其進行密封，排出容器內(nèi)的空氣，攪拌直至容器內(nèi)混合物不再膨脹，過濾得過濾物；隨后把上述所得的過濾物與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氨水，按固液比1:3進行混合，然后將所得的混合放入容器中，再向其中加入140?230mL 二甲基甲酰胺攪拌均勻，靜置15?25min后，進行離心分離，取上清液放入噴霧干燥機中進行噴霧干燥，收集干燥物，得改性木質(zhì)素混合物；
接下來取300?400g所得的改性木質(zhì)素混合物放入容器中，向其中加入50?80g淀粉，混合均勻，然后向其中加入150?180g過硫酸銨，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4?8%的N，N-二甲基甲酰胺水溶液浸泡混合物，將容器置于水浴中進行加熱至60?70°C，攪拌1?3h后，向其中加入150?200mL醋酸乙烯酯，靜置陳化5?10h ;
再待上述靜置結(jié)束后向其中分別加入130?170mL4-叔丁酚，80?120mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的氫氧化鈉溶液，攪拌30?40min后，再向其中加入60?90mL柑青醛，升溫至80?90 °C，加入50?100g氧化鋅進行催化，使用氮氣進行保護，攪拌1?3h ;最后在上述攪拌結(jié)束后，降至室溫，向其中加入30?60g硅烷偶聯(lián)劑，攪拌均勻，然后再向其中加入40?80g尿素，在溫度為68?78°C下，攪拌30?40min后，降至室溫，即可得到復(fù)合生物質(zhì)膠黏劑。
[0009]實例1
首先取1L造紙黑液放入容器中，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH為7.0，加熱至造紙黑液沸騰，保持溫度lh，然后向其中加入100mL無水乙醇攪拌均勻，靜置30min后過濾；然后將上述所得的過濾液與冰醋酸按體積比3:1進行混合，將所得的混合液放入密閉容器中，向其中加入100g聚丙烯酰胺及200mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的鹽酸溶液，攪拌溶解，直至混合均勻，然后使用二氧化碳對其進行密封，排出容器內(nèi)的空氣，攪拌直至容器內(nèi)混合物不再膨脹，過濾得過濾物；隨后把上述所得的過濾物與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氨水，按固液比1:3進行混合，然后將所得的混合放入容器中，再向其中加入140mL 二甲基甲酰胺攪拌均勻，靜置15min后，進行離心分離，取上清液放入噴霧干燥機中進行噴霧干燥，收集干燥物，得改性木質(zhì)素混合物；接下來取300g所得的改性木質(zhì)素混合物放入容器中，向其中加入50g淀粉，混合均勻，然后向其中加入150?180g過硫酸銨，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的N，N-二甲基甲酰胺水溶液浸泡混合物，將容器置于水浴中進行加熱至60°C，攪拌lh后，向其中加入150mL醋酸乙烯酯，靜置陳化5h