CN111154437A - 一种酚醛树脂添加剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种酚醛树脂添加剂,由造纸废弃物、占所述造纸废弃物重量1‑15%的交联剂、以及适量催化剂组成。其制备方法,包括如下步骤:将造纸废弃物均匀分散在水中,加入交联剂混合均匀,升温,添加催化剂混匀,经喷雾干燥处理后可得到所述酚醛树脂添加剂。本发明造纸废弃物经过改性加工可替代面粉与酚醛树脂混合后使用,既可降低成本、达到生物质资源高效利用的目的,并且生产的胶合板胶合强度高,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。
Description
技术领域
本发明涉及酚醛树脂应用领域,具体涉及一种酚醛树脂添加剂及其制备方法。
背景技术
2018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%,2018年中国人造板产量达到2.99亿立方米,其中胶合板类产品产能小幅增长,占人造板总产量比例增长1.1个百分点,成为人造板产品中产量唯一增长的品种。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。由于酚醛树脂使用苯酚为主要原料你,价格一直居高不下,为降低生产成本,生产中通常添加30-40%面粉混合使用。
纸浆造纸行业是我国污染较重的行业之一,每年产量大量的废气物,如腐浆、浆渣、树皮、药剂废液、草末、制浆废液等,这些废弃物没有很好的处理方式大多以焚烧的方式处理,焚烧仅实现了废弃物热值的回收利用,且焚烧过程中很容易产生新的污染,没有实现造纸废弃物的综合利用,目前仅是做为废弃物的处理方式,亟待开发一种造纸废弃物的利用途径,为废弃物资源实现高值化利用提供一种新的可能。
发明内容
本发明旨在提供一种酚醛树脂添加剂及其制备方法,以解决背景技术存在的上述缺陷。
本发明是通过如下的技术方案实现的:
一种酚醛树脂添加剂,由造纸废弃物、占所述造纸废弃物重量1-15%的交联剂、以及适量催化剂组成。
优选的,所述催化剂的用量是所述造纸废弃物重量的0.5-3%。
所述造纸废弃物选自腐浆、浆渣、树皮、药剂废液、草末、制浆废液中的至少一种。
优选的,所述交联剂选自乌洛托品、甲醛、聚乙烯醇、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠中的至少一种。
所述催化剂为无机酸或有机酸。优选的,所述催化剂选自甲酸、乙酸、盐酸中的至少一种。
本发明还提供一种酚醛树脂添加剂的制备方法,包括如下步骤:将造纸废弃物均匀分散在水中,加入交联剂混合均匀,升温,添加催化剂混匀,经喷雾干燥处理后可得到所述酚醛树脂添加剂。
优选的,所述交联剂的用量是所述造纸废弃物重量的1-15%;所述催化剂的用量是所述造纸废弃物重量的0.5-3%。
所述造纸废弃物选自腐浆、浆渣、树皮、药剂废液、草末、制浆废液中的至少一种。
优选的,所述交联剂选自乌洛托品、甲醛、聚乙烯醇、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠中的至少一种。
优选的,所述催化剂选自甲酸、乙酸、盐酸中的至少一种。
作为优选的技术方案,所述酚醛树脂添加剂的制备方法,包括如下步骤:
步骤一,将造纸废弃物均匀分散至水中升温至30-70℃,加入交联剂升温至70-100℃,保温;
步骤二,降温至40-80℃,加入第一部分催化剂,升温至80-110℃,保温;
步骤三,降温至20-50℃,加入第二部分催化剂,料液经热交换后进行喷雾干燥处理,得到所述酚醛树脂添加剂。
优选的,所述第一部分催化剂占所述催化剂总用量的50-60%。
所述酚醛树脂添加剂的含水量小于10wt%。
优选的,步骤一中水的加入量是所述造纸废弃物绝干量的2-5倍。
优选的,步骤三中采用天然气热风炉进行喷雾干燥。
本发明相比现有技术,具有如下有益效果:
1、就地板基材酚醛树脂来说,生产中添加30-40%面粉,高温下面粉容易糊化黏度提升很大,本产品不会产生糊化,易操作并且对反应环境要求不高,具有很广的操作实用性。
2、本发明造纸废弃物经过改性加工可替代面粉与酚醛树脂混合后使用,既可降低成本、达到生物质资源高效利用的目的,并且生产的胶合板胶合强度高,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
下面通过具体实施例对本发明进行阐述,但并不限制本发明。如无特别说明,各原料均为市售产品。造纸废弃物干粉由济宁明升新材料有限公司提供。
实施例1
原料:浆渣干粉100g,去离子水200g,乌洛托品5g,甲醛(37%)10g,10%盐酸溶液10g。
酚醛树脂添加剂制备步骤如下:
1)将浆渣干粉100g、去离子水200g加入釜底升温至70℃,加入交联剂乌洛托品5g,甲醛(37%)10g,升温至90℃,保温60min;
2)降温至80℃,加入10%盐酸溶液6g,升温至95℃,保温10min;
3)降温至40℃,加入10%盐酸溶液4g,经喷雾干燥后制得产品。
实施例2
原料:制浆废液干粉100g,去离子水300g,亚硫酸钠10g,甲醛(37%)10g,10%甲酸溶液10g。
酚醛树脂添加剂制备步骤如下:
1)将制浆废液干粉100g、去离子水300g加入釜底升温至65℃,加入交联剂亚硫酸钠10g,甲醛(37%)10g,升温至90℃,保温70min;
2)降温至80℃,加入10%甲酸溶液6g,升温至95℃,保温10min;
3)降温至40℃,加入10%甲酸溶液4g,经喷雾干燥后制得产品。
实施例3
原料:造纸废弃物腐浆干粉100g,去离子水400g,乌洛托品5g,聚乙烯醇5g,10%乙酸溶液10g。
酚醛树脂添加剂制备步骤如下:
1)将造纸废弃物腐浆干粉100g、去离子水400g加入釜底升温至70℃,加入交联剂乌洛托品5g,聚乙烯醇5g,升温至80℃,保温70min;
2)降温至70℃,加入10%乙酸溶液6g,升温至90℃,保温20min;
3)降温至45℃,加入10%乙酸溶液4g,经喷雾干燥后制得产品。
应用实施例
使用济宁明升新材料有限公司提供的酚醛树脂,分别添加酚醛树脂总重量40%的实施例添加剂混合均匀后制作三层胶合板。
对比例为添加酚醛树脂总重量40%的面粉。
采用GB 9846.12-1988《胶合板胶合强度的测定》的方法测定胶合板样品的胶合强度,采用GB18580-2017《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放量》的方法测定胶合板样品的甲醛释放量。具体检测结果见表1。其中胶合强度为12个样品木板的强度平均值。
表1胶合板指标检测结果
编号 | 胶合强度/MPa | 甲醛释放量/(mg/L) |
实施例1 | 0.96 | 0.15 |
实施例2 | 1.10 | 0.09 |
实施例3 | 1.08 | 0.10 |
对比例 | 1.06 | 0.12 |
从上述检测结果可以看出:本发明酚醛树脂添加剂取代40%酚醛树脂应用于胶合板制作,与对比例相比,其胶合强度和甲醛释放量相当或略好,说明造纸废弃物经过改性加工可替代面粉与酚醛树脂混合后使用,既可降低成本、达到生物质资源高效利用的目的,并且生产的胶合板胶合强度高,甲醛释放量低并且其耐菌性和抗变形能力良好,安全环保。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种酚醛树脂添加剂,其特征在于,由造纸废弃物、占所述造纸废弃物重量1-15%的交联剂、以及适量催化剂组成。
2.如权利要1所述的酚醛树脂添加剂,其特征在于,所述催化剂的用量是所述造纸废弃物重量的0.5-3%。
3.如权利要1所述的酚醛树脂添加剂,其特征在于,所述造纸废弃物选自腐浆、浆渣、树皮、药剂废液、草末、制浆废液中的至少一种。
4.如权利要1所述的酚醛树脂添加剂,其特征在于,所述交联剂选自乌洛托品、甲醛、聚乙烯醇、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠中的至少一种。
5.如权利要求1所述的酚醛树脂添加剂,其特征在于,所述催化剂选自甲酸、乙酸、盐酸中的至少一种。
6.一种酚醛树脂添加剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将造纸废弃物均匀分散在水中,加入交联剂混合均匀,升温,添加催化剂混匀,经喷雾干燥处理后可得到所述酚醛树脂添加剂。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述交联剂的用量是所述造纸废弃物重量的1-15%;所述催化剂的用量是所述造纸废弃物重量的0.5-3%。
8.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述造纸废弃物选自腐浆、浆渣、树皮、药剂废液、草末、制浆废液中的至少一种;所述交联剂选自乌洛托品、甲醛、聚乙烯醇、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠中的至少一种;所述催化剂选自甲酸、乙酸、盐酸中的至少一种。
9.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述酚醛树脂添加剂的制备方法,包括如下步骤:
步骤一,将造纸废弃物均匀分散至水中升温至30-70℃,加入交联剂升温至70-100℃,保温;
步骤二,降温至40-80℃,加入第一部分催化剂,升温至80-110℃,保温;
步骤三,降温至20-50℃,加入第二部分催化剂,料液经热交换后进行喷雾干燥处理,得到所述酚醛树脂添加剂。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述第一部分催化剂占所述催化剂总用量的50-60%;步骤一中水的加入量是所述造纸废弃物绝干量的2-5倍;步骤三中采用天然气热风炉进行喷雾干燥。
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