CN111073560A - 一种改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一方面提供了一种改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：步骤一，将苯酚、甲醛加入釜底升温，加入改性造纸废弃物再升温，保温；步骤二，加水和甲醛的剩余部分降温，加入碱性催化剂，升温后保温；步骤三，降温，加入碱性催化剂的剩余部分，保温后，降温出料。本发明另一方面提供了上述制备方法制备的改性酚醛树脂胶黏剂。本申请提供的制备方法操作简单，原料来源广泛且价格低廉，成本低，合理利用废弃物，提高了资源的利用率，可被大规模推广。此外，该改性酚醛树脂胶黏剂压制出来的板材甲醛释放量相对较低，强度较高，并且其耐菌性和抗变形能力良好，安全又环保，可被广泛使用。

Description

一种改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法
技术领域
本发明涉及胶黏剂的制备工艺领域，具体涉及一种改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法。
背景技术
2017年世界酚醛树脂产量约143万吨，其中酚醛树脂胶黏剂约占9％。中国是世界人造板生产第一大国，中国人造板产品产量占全球人造板总产量的50％-60％，2017年中国人造板产量达到2.95亿立方米，消耗木材胶黏剂约1570万吨，以酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛树脂为主。
酚醛树脂因其独特的网状交联分子结构，具有胶合强度高、耐水性好、耐候性好的优点。但随着石油资源的日益短缺和石油基化工原料价格上涨，人造板用酚醛树脂胶黏剂的大规模生产和应用越来越受到限制。从上世纪80年代起，人们开始研究以改性造纸废弃物、单宁等天然多酚原料替代苯酚制备酚醛树脂胶黏剂。改性造纸废弃物绝大多数被作为燃料烧掉，仅有1％～2％的改性造纸废弃物被分离出来生产高附加值产品，高值化利用率较低。
经过改性后的造纸废弃物可部分替代苯酚制备改性酚醛树脂胶黏剂，既可降低成本、达到生物质资源高效利用的目的，并且制备的改性酚醛树脂胶黏剂强度高，甲醛释放量低并且其耐菌性和抗变形能力良好，安全又环保。因此，目前需要一种利用改性造纸废弃物的方法来制备改性酚醛树脂胶黏剂。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的第一方面是提供一种改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，将苯酚、甲醛加入釜底升温至30℃～70℃，加入改性造纸废弃物升温至70℃～120℃，保温10min～60min；
步骤二，加水和甲醛的剩余部分降温至40℃～80℃，加入碱性催化剂，升温至80℃～110℃，保温10min～60min；
步骤三，降温至60℃～90℃，加入碱性催化剂的剩余部分，保温10min～60min后，降温出料。
进一步地，改性造纸废弃物的制备方法如下：
(1)将造纸废弃物、去离子水和苯酚加入釜底搅拌均匀；
(2)升温至70～95℃加入碱性催化剂，保温0.5～2h；
(3)降温制得改性造纸废弃物。
进一步地，造纸废弃物为造纸废弃物腐浆、浆渣、树皮、药剂废液、草末、制浆废液中的一种或几种。
进一步地，步骤(1)中苯酚的添加量为造纸废弃物质量的10％。
进一步地，碱性催化剂为氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化铜、氢氧化铁、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、亚硫酸钠中的一种或几种。
进一步地，造纸废弃物为液体或固体。
进一步地，苯酚为石化出产的工业级原料，其纯度≥99％。
进一步地，甲醛的纯度为36.5％～37.4％。
进一步地，苯酚与步骤一和步骤二的甲醛总量的摩尔比为1：2，改性造纸废弃物的添加:量为苯酚质量的10％-60％，步骤二和步骤三中的碱性催化剂的总添加量为苯酚质量的20-40％。
进一步地，步骤一中甲醛的添加质量为甲醛质量的50％-90％。
进一步地，在步骤一中，将苯酚、甲醛加入釜底升温至45℃～65℃，加入改性造纸废弃物升温至85℃～100℃，保温30min～50min。
进一步地，在步骤二中，加水和甲醛降温至50℃～70℃，加入碱性催化剂，升温至85℃～105℃，保温30min～50min。
进一步地，在步骤三中，降温至70℃～90℃，加入碱性催化剂，保温30min～50min，后降温出料。
本发明的第二方面是提供上述制备方法制备的改性酚醛树脂胶黏剂。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明使用经过改性后的造纸废弃物可部分替代苯酚制备改性造纸废弃物改性酚醛树脂胶黏剂，能够降低成本、达到生物质资源高效利用的目的，并且制备的改性酚醛树脂胶黏剂强度高，甲醛释放量低并且其耐菌性和抗变形能力良好，安全又环保。
具体实施方式
本发明提供了一种改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法，下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
以下实施例所采用的碱性催化剂为质量分数为32％的氢氧化钾，造纸废弃物由济宁明升新材料有限公司提供，为含量98％以上的粉体，其制备方法如下：
(1)将100g造纸废弃物、200g去离子水和10g苯酚加入釜底搅拌均匀；
(2)升温至85℃加入氢氧化钾溶液，保温1h；
(3)降温制得改性造纸废弃物。
实施例1
本实施例提供一种优选的改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将苯酚100g、甲醛180g加入釜底升温至30℃，加入改性造纸废弃物升温至120℃保温10min；
(2)加水91.81g和甲醛20g降温至40℃，加入氢氧化钾溶液62.81g，升温至95℃，保温10min；
(3)降温至60℃，加入氢氧化钾溶液41.88g，保温10min，后降温出料。
实施例2
本实施例提供一种优选的改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将苯酚100g、甲醛160g加入釜底升温至50℃，加入改性造纸废弃物升温至70℃保温60min；
(2)加水92.81g和甲醛40g降温至60℃，加入氢氧化钾溶液62.81g，升温至80℃，保温60min；
(3)降温至75℃，加入氢氧化钾溶液41.88g，保温60min，后降温出料。
实施例3
本实施例提供一种优选的改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将苯酚100g、甲醛140g加入釜底升温至70℃，加入改性造纸废弃物升温至90℃保温40min；
(2)加水91.81g和甲醛60g降温至80℃，加入氢氧化钾溶液62.81g，升温至110℃，保温40min；
(3)降温至90℃，加入氢氧化钾溶液41.88g，保温40min，后降温出料。
实施例4
本实施例提供一种优选的改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将苯酚100g、甲醛120g加入釜底升温至50℃，加入改性造纸废弃物升温至70℃保温60min；
(2)加水91.81g和甲醛80g降温至60℃，加入氢氧化钾溶液62.81g，升温至80℃，保温60min；
(3)降温至75℃，加入氢氧化钾溶液41.88g，保温60min，后降温出料。
实施例5
本实施例提供一种优选的改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将苯酚100g、甲醛100g加入釜底升温至70℃，加入改性造纸废弃物升温至90℃保温40min；
(2)加水91.81g和甲醛100g降温至80℃，加入氢氧化钾溶液62.81g，升温至110℃，保温40min；
(3)降温至90℃，加入氢氧化钾溶液41.88g，保温40min，后降温出料。
验证实验
采用由济宁明升新材料有限公司提供的传统酚醛树脂胶黏剂为对照组。使用杨木压制成三合板根据17567-2006中的4.15中的a)I类胶合板检测实施例和对照组的胶合强度，按照GB/T 17657-2013中的4.59干燥器法检测甲醛释放量。性能测试结果如表1。
表1性能测试结果
Figure BDA0002341744460000041
Figure BDA0002341744460000051
由表1的数据可知，本发明提供的使用改性造纸废弃物合成的胶黏剂具有和对照组一样的胶合强度，但是甲醛释放量低。
综上所述，本申请提供的制备方法操作简单，原料来源广泛且价格低廉，成本低，合理利用废弃物，提高了资源的利用率，可被大规模推广。制备的改性酚醛树脂胶黏剂压制出来的板材甲醛释放量相对较低，强度较高，并且其耐菌性和抗变形能力良好，安全又环保。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，将苯酚、甲醛加入反应釜升温至30℃～70℃，加入改性造纸废弃物升温至70℃～120℃，保温10min～60min；
步骤二，加水和所述甲醛的剩余部分降温至40℃～80℃，加入碱性催化剂，升温至80℃～110℃，保温10min～60min；
步骤三，降温至60℃～90℃，加入所述碱性催化剂的剩余部分，保温10min～60min后，降温出料。
2.根据权利要求1所述的改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述改性造纸废弃物的制备方法如下：将造纸废弃物、去离子水和苯酚加入釜底搅拌均匀，升温至70～95℃加入碱性催化剂，保温0.5～2h，降温即得所述改性造纸废弃物。
3.根据权利要求2所述的改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述造纸废弃物为造纸废弃物腐浆、浆渣、树皮、药剂废液、草末、制浆废液中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于，碱性催化剂为氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化铜、氢氧化铁、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、亚硫酸钠中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述苯酚的纯度≥99％。
6.根据权利要求1所述的改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述甲醛的纯度为36.5％～37.4％。
7.根据权利要求1所述的改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述苯酚与步骤一和步骤二中所述甲醛总量的摩尔比为1:2，所述改性造纸废弃物的添加量为所述苯酚质量的10％-60％，步骤二和步骤三中所述碱性催化剂的总添加量为所述苯酚质量的20-40％。
8.根据权利要求1所述的改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤一中加入的所述甲醛质量占步骤一和步骤二中加入的总甲醛质量的50％-90％。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述的制备方法制备的改性酚醛树脂胶黏剂。
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