CN101987948A - 一种酚醛树脂胶粘剂的生产方法 - Google Patents

一种酚醛树脂胶粘剂的生产方法 Download PDF

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张鹏远
李林
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Abstract

本发明属于木材工业用酚醛树脂胶粘剂领域。本发明通过如下步骤制备酚醛树脂胶粘剂：将含木焦油的苯酚与催化剂加入反应釜中，于35-50℃加热10-30min后，升温至50-70℃，并开始滴加甲醛，控制甲醛滴加速率在半小时内滴加完毕并保持滴加期间反应体系的温度为60-80℃，滴加完毕后于80-100℃加热1-3小时，而后加入蒸馏水调节反应产物粘度至10-100mpa.s，抽滤去粗杂质，最后在20-50℃和0.08-0.098Mpa条件下真空脱水，得到酚醛树脂胶粘剂。本发明所提供的方法工艺简单、成本低、产品胶合强度高。

Description

一种酚醛树脂胶粘剂的生产方法
技术领域
本发明属于木材工业用酚醛树脂胶粘剂领域，尤其涉及一种利用木焦油替代部分苯酚合成酚醛树脂胶粘剂的方法。
背景技术
酚醛树脂脂胶粘剂因具有优异的粘接强度、良好的耐水性、耐热性及化学稳定性，广泛应用于人造板的粘接领域。但生产酚醛树脂脂胶粘剂的原料苯酚的价格太高。
木焦油作为生物质热解气化反应中的副产物，含有苯酚、2-甲基苯酚、4-甲基苯酚、2-甲氧基苯酚、3，4-二甲基苯酚、2-乙基苯酚等酚类物质。如果将木焦油应用于合成酚醛树脂胶粘剂的工艺中，不仅可以降低成本，还可以避免木焦油对环境的危害。
如，周建斌等用竹焦油部分替代苯酚合成酚醛树脂胶粘剂，制得了胶合强度在0.8MPa以上的胶粘剂(周建斌，张合玲，邓丛静，张齐生.竹焦油替代苯酚合成酚醛树脂胶粘剂的研究[J].生物质化学工程，2008，42(3)：8-10)。又如，CN1900131A中公开了一种竹液化物酚醛胶生产方法，所得酚醛胶的胶合强度在1.0MPa以上。
但是上述方法均采用两步或多步投料法，并存在多次升温、降温操作，工艺繁琐，不利于生产成本的进一步降低及规模化生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本低、胶合强度高的酚醛树脂胶粘剂的生产方法。
本发明所提供的一种酚醛树脂胶粘剂的生产方法，包括以下步骤：
1)将苯酚与木焦油混合，得到含木焦油的苯酚，含木焦油的苯酚中木焦油所占的质量百分比为0-50％；
2)将含木焦油的苯酚与甲醛和催化剂按照摩尔比为1∶(1.0-3.0)∶(0.05-0.5)备料(含木焦油的苯酚的摩尔数的计算方法是将苯酚和木焦油的总质量换算成苯酚的摩尔数)；
3)将含木焦油的苯酚与催化剂加入反应釜中，于35-50℃加热10-30min后，升温至50-70℃，并开始滴加甲醛，控制甲醛滴加速率在半小时内滴加完毕并保持滴加期间反应体系的温度为60-80℃，滴加完毕后于80-100℃加热1-3小时，而后加入蒸馏水调节反应产物粘度至10-100mpa.s，抽滤去粗杂质，最后在20-50℃和0.08-0.098Mpa条件下真空脱水，得到酚醛树脂胶粘剂。
其中，所述的木焦油为木材热解气化反应的副产物，或者生产木炭工艺的副产物；可以采用木焦油馏分代替木焦油生产酚醛树脂胶黏剂。步骤3)中也可以先将含木焦油的苯酚加入反应釜中加热，而后将催化剂与甲醛一同滴入反应釜中。所述的催化剂为质量分数为5-45％的氢氧化钠水溶液或质量分数为5-45％的氢氧化钾水溶液。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用廉价的木焦油为原料不添加任何甲醛捕捉剂、固化剂、防氧化剂等添加剂，并采用一步投料法，工艺简单，成本低，所制备的胶粘剂的各个性能均达到了GB/T 14074-2006的水平，胶合强度更加达到了1.75MPa以上。
以下结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
具体实施方式
下述实施例中所使用的木焦油为木材热解气化反应的副产物。
实施例1
1)将苯酚与木焦油混合，得到含木焦油的苯酚，含木焦油的苯酚中木焦油所占的质量百分比为10％；
2)将含木焦油的苯酚与甲醛和催化剂(5％的NaOH水溶液)按照摩尔比为1∶1∶0.05备料；
3)将含木焦油的苯酚与催化剂加入反应釜中，于35℃加热15min后，升温至55℃，并开始滴加甲醛，控制甲醛滴加速率在半小时内滴加完毕并保持滴加期间反应体系的温度为65℃，滴加完毕后于80℃加热2小，而后加入蒸馏水调节反应产物粘度至25mpa.s，抽滤去粗杂质，最后在20℃和0.098Mpa条件下真空脱水，得到酚醛树脂胶粘剂。
实施例1中制备的酚醛树脂胶粘剂的固含量为70.0-90.0％，游离酚小于3％，游离醛小于0.3％，pH值11.50-12.50，粘度4000-5000mPa.s，胶合强度大于1.75MPa，150℃下的固化时间在50-55s。
实施例2
1)加热蒸馏木焦油，收集150-250℃的馏分后，将木焦油馏分与苯酚混合，得到含木焦油的苯酚，含木焦油的苯酚中木焦油馏分所占的质量百分比为15％；
2)将含木焦油的苯酚与甲醛和催化剂(30％的KOH水溶液)按照摩尔比为1∶2∶0.3备料；
3)将含木焦油的苯酚与催化剂加入反应釜中，于45℃加热20min后，升温至65℃，并开始滴加甲醛，控制甲醛滴加速率在半小时内滴加完毕并保持滴加期间反应体系的温度为70℃，滴加完毕后于90℃加热1.5小，而后加入蒸馏水调节反应产物粘度至50mpa.s，抽滤去粗杂质，最后在35℃和0.09Mpa条件下真空脱水，得到酚醛树脂胶粘剂。
实施例2中制备的酚醛树脂胶粘剂的固含量为70.0-90.0％，游离酚小于3％，游离醛小于0.3％，pH值11-12，粘度4000-6000mPa.s，胶合强度大于1.75MPa，150℃下的固化时间在55-65s。
实施例3：
1)将苯酚与甲醛和催化剂(45％的NaOH水溶液)按照摩尔比为1∶3∶0.5备料；
2)将苯酚与催化剂加入反应釜中，于50℃加热30min后，升温至70℃，并开始滴加甲醛，控制甲醛滴加速率在半小时内滴加完毕并保持滴加期间反应体系的温度为80℃，滴加完毕后于100℃加热1小，而后加入蒸馏水调节反应产物粘度至100mpa.s，抽滤去粗杂质，最后在50℃和0.08Mpa条件下真空脱水，得到酚醛树脂胶粘剂。
实施例3制备的酚醛树脂胶粘剂的固含量为85.0-95.0％，游离酚小于5％，游离醛小于0.1％，pH值11-12，粘度6000-9000mPa.s，胶合强度大于1.75MPa，150℃下的固化时间在55-60s。

Claims (4)

1.一种酚醛树脂胶粘剂的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将苯酚与木焦油混合，得到含木焦油的苯酚，含木焦油的苯酚中木焦油所占的质量百分比为0-50％；
2)将含木焦油的苯酚与甲醛和催化剂按照摩尔比为1∶(1.0-3.0)∶(0.05-0.5)备料；
3)将含木焦油的苯酚与催化剂加入反应釜中，于35-50℃加热10-30min后，升温至50-70℃，并开始滴加甲醛，控制甲醛滴加速率在半小时内滴加完毕并保持滴加期间反应体系的温度为60-80℃，滴加完毕后于80-100℃加热1-3小，而后加入蒸馏水调节反应产物粘度至10-100mpa.s，抽滤去粗杂质，最后在20-50℃和0.08-0.098Mpa条件下真空脱水，得到酚醛树脂胶粘剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的木焦油可以采用木焦油馏分。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中也可以先将含木焦油的苯酚加入反应釜中加热，而后将催化剂与甲醛一同滴入反应釜中。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述的催化剂为质量分数为5-45％的氢氧化钠水溶液或质量分数为5-45％的氢氧化钾水溶液。
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