CN111154439B - 重组木材用酚醛树脂胶粘剂及其重组木材 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及重组木材用酚醛树脂胶粘剂，以及采用该胶粘剂制备重组木材。酚醛树脂包括两种树脂。木材采用旋切单板，单板厚度为1.30±0.1mm，将单板分别在两种酚醛树脂粘合剂中浸泡，取出晾干，然后进行模压，制得重组木材。本发明工艺简单，粘接强度高，防水性能好。
Description
技术领域
本发明涉及重组木材用酚醛树脂胶粘剂及其重组木材，属于精细化工领域。
背景技术
我国森林资源贫乏，木材供应紧张，木材重组技术受到了国家高度重视。采用速生林为原料，经过多种物理与化学工艺处理后，可以有效改变木材性能，改变其木质松软，密度小、易形变等缺陷，使其密度增大，强度增高，耐水性能、防腐性能，尺寸稳定性能得到显著提高，这种工艺可以有效的节约木材资源，形成速生林的循环利用，提高了木材的使用效率。重组木是在不打乱木材纤维排列方向、保留木材基本特性的前提下，将木材材碾压成“木束”重新改性组合，制成一种强度高、规格大、具有天然木材纹理结构的新型木材，完全可以代替实木硬木，其性能优于实木硬木。但是，在木材重组中，对于重组木材用粘合剂以及粘合工艺，以及重组木材的吸水性能等方面存在显著的不足。本发明开发用于木材重组的酚醛树脂，采用两步浸渍工艺，有效解决了粘结强度低，吸水率高等方面的不足。具有工艺简单，固化快，粘接强度高，防水性能好等优势。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的问题，提供重组木材用酚醛树脂胶粘剂及其重组木材。本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
重组木材用酚醛树脂胶粘剂及其重组木材，其特征在于，包含两种酚醛树脂粘合剂的制备以及木材重组工艺，其中：
酚醛树脂I的制备工艺为：苯酚100份、36.7％甲醛溶液140-150份、32％氢氧化钠溶液6-18份、水30份，在装有球形冷凝管、温度计和搅拌装置的500ml四口烧瓶中加入计量的苯酚和氢氧化钠溶液，在40℃条件下恒温搅拌40-60min，然后滴加甲醛，升温至50℃恒温搅拌100-140min，继续升温至70℃恒温搅拌100-150min，最后升温至80℃恒温搅拌60-120min，加水冷却至室温，获得酚醛树脂I；
酚醛树脂II的制备工艺为：苯酚100份、36.7％甲醛溶液150-160份、32％氢氧化钠溶液18-30份、水30份，在装有球形冷凝管、温度计和搅拌装置的500ml四口烧瓶中加入计量的苯酚和氢氧化钠溶液，在40℃条件下恒温搅拌30-90min，然后滴加甲醛，升温至50℃恒温搅拌90-120min，继续升温至70℃恒温搅拌90-120min，最后升温至80℃恒温搅拌60-150min，加水冷却至室温，获得酚醛树脂II；
木材重组工艺为采用两种酚醛树脂粘合剂(酚醛树脂I和酚醛树脂II)，木材采用厚度为1.30±0.1mm的单板，将木材单板在酚醛树脂I粘合剂中浸泡6-12小时，取出晾干24小时，在酚醛树脂II粘合剂中浸泡6-12小时，取出晾干24小时在模压机上进行模压，模压采用温度为110-130摄氏度，压力为6-15公斤，时间为30-240分钟，获得重组木材。
进一步地，所述的重组木材用酚醛树脂胶粘剂及其重组木材，其特征在于，所述木材单板有两种，一种是未经处理的旋切单板，另一种是经过预处理的旋切单板，成为碱处理单板。
进一步地，所述的重组木材用酚醛树脂胶粘剂及其重组木材，其特征在于，所述预处理的旋切单板为碱处理单板，木材单板碱处理工艺为：用80-120g氢氧化钠和40-60g亚硫酸钠加入1000ml加蒸馏水配制溶液，将木材单板在溶液内煮沸7小时，然后取出水洗3次，自然晾干得到碱处理单板。
进一步地，所述的重组木材用酚醛树脂胶粘剂及其重组木材，其特征于酚醛树脂I和酚醛树脂II的粘度低，酚醛树脂I的粘度范围为2-15cps，酚醛树脂II的粘度为6-30cps。
进一步地，所述的重组木材用酚醛树脂胶粘剂及其重组木材，其特征于酚醛树脂I和酚醛树脂II的游离甲醛≤0.3％，游离苯酚的含量≤3％。
进一步地，所述的重组木材用酚醛树脂胶粘剂及其重组木材，其特征于重组木材粘结强度高，粘结强度可达1.7-3.0MPa，饱和吸水率18-20％。
本发明制备的重组木材的用途，其用于户外凉亭。
本发明制备的重组木材的用途，其用于木栈道。
本发明制备的重组木材的用途，其用于公园座椅。
本发明制备的重组木材的用途，其用于门窗。
本发明制备的重组木材的用途，其用于木地板。
本发明制备的重组木材的用途，其用于家具。
本发明的优点和积极效果是：原料来源丰富、制备工艺简单，采用两步浸胶工艺，极大地提高了粘结强度，降低了重组木材的饱和吸水率。
具体实施例
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例：
在本发明中，除非特别声明，“份”表示“质量份”。
实施例1
酚醛树脂I的制备工艺为：苯酚100份、36.7％甲醛溶液140份、32％氢氧化钠溶液6份、水30份，在装有球形冷凝管、温度计和搅拌装置的500ml四口烧瓶中加入计量的苯酚和氢氧化钠溶液，在40℃条件下恒温搅拌40min，然后滴加甲醛，升温至50℃恒温搅拌100min，继续升温至70℃恒温搅拌100min，最后升温至80℃恒温搅拌60min，加水冷却至室温，获得酚醛树脂I，酚醛树脂I的粘度范围为2cps，游离甲醛0.3％，游离苯酚的含量3％。
酚醛树脂II的制备工艺为：苯酚100份、36.7％甲醛溶液150份、32％氢氧化钠溶液18份、水30份，在装有球形冷凝管、温度计和搅拌装置的500ml四口烧瓶中加入计量的苯酚和氢氧化钠溶液，在40℃条件下恒温搅拌30min，然后滴加甲醛，升温至50℃恒温搅拌90min，继续升温至70℃恒温搅拌90min，最后升温至80℃恒温搅拌60min，加水冷却至室温，获得酚醛树脂II；酚醛树脂I的粘度范围为6cps，游离甲醛0.29％，游离苯酚的含量2.89％。
木材重组工艺为采用两种酚醛树脂粘合剂(酚醛树脂I和酚醛树脂II)，木材采用厚度为1.30±0.1mm的旋切单板，将木材单板在酚醛树脂I粘合剂中浸泡6小时，取出晾干24小时，在酚醛树脂II粘合剂中浸泡6小时，取出晾干24小时，在模压机上进行模压，模压采用温度为110摄氏度，压力为6公斤，时间为30分钟，获得重组木材，重组木材的粘结强度为1.7MPa，饱和吸水率20％。
实施例2
酚醛树脂I的制备工艺为：苯酚100份、36.7％甲醛溶液150份、32％氢氧化钠溶液18份、水30份，在装有球形冷凝管、温度计和搅拌装置的500ml四口烧瓶中加入计量的苯酚和氢氧化钠溶液，在40℃条件下恒温搅拌60min，然后滴加甲醛，升温至50℃恒温搅拌140min，继续升温至70℃恒温搅拌150min，最后升温至80℃恒温搅拌120min，加水冷却至室温，获得酚醛树脂I，酚醛树脂I的粘度为15cps，游离甲醛0.15％，游离苯酚的含量1.5％。
酚醛树脂II的制备工艺为：苯酚100份、36.7％甲醛溶液160份、32％氢氧化钠溶液30份、水30份，在装有球形冷凝管、温度计和搅拌装置的500ml四口烧瓶中加入计量的苯酚和氢氧化钠溶液，在40℃条件下恒温搅拌90min，然后滴加甲醛，升温至50℃恒温搅拌120min，继续升温至70℃恒温搅拌120min，最后升温至80℃恒温搅拌150min，加水冷却至室温，获得酚醛树脂II；酚醛树脂II的粘度为30cps，游离甲醛0.1％，游离苯酚的含量1.0％。
木材重组工艺为采用两种酚醛树脂粘合剂(酚醛树脂I和酚醛树脂II)，木材采用厚度为1.30±0.1mm的单板，将木材单板在酚醛树脂I粘合剂中浸泡12小时，取出晾干24小时，在酚醛树脂II粘合剂中浸泡12小时，取出晾干24小时在模压机上进行模压，模压采用温度为130摄氏度，压力为15公斤，时间为240分钟，获得重组木材，重组木材的粘结强度可达3.0MPa，饱和吸水率18％。
实施例3
酚醛树脂I的制备工艺为：苯酚100份、36.7％甲醛溶液145份、32％氢氧化钠溶液12份、水30份，在装有球形冷凝管、温度计和搅拌装置的500ml四口烧瓶中加入计量的苯酚和氢氧化钠溶液，在40℃条件下恒温搅拌50min，然后滴加甲醛，升温至50℃恒温搅拌120min，继续升温至70℃恒温搅拌120min，最后升温至80℃恒温搅拌100min，加水冷却至室温，获得酚醛树脂I；酚醛树脂I的粘度为10cps，游离甲醛0.20％，游离苯酚的含量2.1％。
酚醛树脂II的制备工艺为：苯酚100份、36.7％甲醛溶液155份、32％氢氧化钠溶液25份、水30份，在装有球形冷凝管、温度计和搅拌装置的500ml四口烧瓶中加入计量的苯酚和氢氧化钠溶液，在40℃条件下恒温搅拌60min，然后滴加甲醛，升温至50℃恒温搅拌100min，继续升温至70℃恒温搅拌100min，最后升温至80℃恒温搅拌120min，加水冷却至室温，获得酚醛树脂II，酚醛树脂II的粘度为20cps，游离甲醛0.15％，游离苯酚的含量2.0％。
木材重组工艺为采用两种酚醛树脂粘合剂(酚醛树脂I和酚醛树脂II)，木材采用厚度为1.30±0.1mm的单板，将木材单板在酚醛树脂I粘合剂中浸泡8小时，取出晾干24小时，在酚醛树脂II粘合剂中浸泡8小时，取出晾干24小时，在模压机上进行模压，模压采用温度为120摄氏度，压力为10公斤，时间为120分钟，获得重组木材，重组木材的粘结强度可达2.5MPa，饱和吸水率19％。
实施例4
酚醛树脂I的制备工艺为：苯酚100份、36.7％甲醛溶液142份、32％氢氧化钠溶液8份、水30份，在装有球形冷凝管、温度计和搅拌装置的500ml四口烧瓶中加入计量的苯酚和氢氧化钠溶液，在40℃条件下恒温搅拌40min，然后滴加甲醛，升温至50℃恒温搅拌100min，继续升温至70℃恒温搅拌100min，最后升温至80℃恒温搅拌60min，加水冷却至室温，获得酚醛树脂I；酚醛树脂I的粘度范围为2cps，游离甲醛0.3％，游离苯酚的含量3％。
酚醛树脂II的制备工艺为：苯酚100份、36.7％甲醛溶液152份、32％氢氧化钠溶液20份、水30份，在装有球形冷凝管、温度计和搅拌装置的500ml四口烧瓶中加入计量的苯酚和氢氧化钠溶液，在40℃条件下恒温搅拌30min，然后滴加甲醛，升温至50℃恒温搅拌90min，继续升温至70℃恒温搅拌90min，最后升温至80℃恒温搅拌60min，加水冷却至室温，获得酚醛树脂II；酚醛树脂I的粘度范围为6cps，游离甲醛0.29％，游离苯酚的含量2.89％。
木材碱处理工艺为：用80g氢氧化钠和40g亚硫酸钠加入1000ml蒸馏水配制溶液，将木材单板在溶液内煮沸7小时，然后取出水洗3次，自然晾干得到碱处理单板。
木材重组工艺为采用两种酚醛树脂粘合剂(酚醛树脂I和酚醛树脂II)，木材采用厚度为1.30±0.1mm的碱处理单板，分别将碱处理单板在酚醛树脂I粘合剂中浸泡6小时，取出晾干24小时，在酚醛树脂II粘合剂中浸泡6小时，取出晾干24小时在模压机上进行模压，模压采用温度为110摄氏度，压力为6公斤，时间为30分钟，获得重组木材，重组木材的粘结强度为2.0MPa，饱和吸水率19％。
实施例5
酚醛树脂I的制备工艺为：苯酚100份、36.7％甲醛溶液148份、32％氢氧化钠溶液16份、水30份，在装有球形冷凝管、温度计和搅拌装置的500ml四口烧瓶中加入计量的苯酚和氢氧化钠溶液，在40℃条件下恒温搅拌60min，然后滴加甲醛，升温至50℃恒温搅拌140min，继续升温至70℃恒温搅拌150min，最后升温至80℃恒温搅拌120min，加水冷却至室温，获得酚醛树脂I；酚醛树脂I的粘度为15cps，游离甲醛0.15％，游离苯酚的含量1.5％。
酚醛树脂II的制备工艺为：苯酚100份、36.7％甲醛溶液156份、32％氢氧化钠溶液28份、水30份，在装有球形冷凝管、温度计和搅拌装置的500ml四口烧瓶中加入计量的苯酚和氢氧化钠溶液，在40℃条件下恒温搅拌90min，然后滴加甲醛，升温至50℃恒温搅拌120min，继续升温至70℃恒温搅拌120min，最后升温至80℃恒温搅拌150min，加水冷却至室温，获得酚醛树脂II；酚醛树脂II的粘度为30cps，游离甲醛0.1％，游离苯酚的含量1.0％。
木材碱处理工艺为：用120g氢氧化钠和60g亚硫酸钠加入1000ml加蒸馏水配制溶液，将木材单板在溶液内煮沸7小时，然后取出水洗3次，自然晾干得到碱处理单板。
木材重组工艺为采用两种酚醛树脂粘合剂(酚醛树脂I和酚醛树脂II)，木材采用厚度为1.30±0.1mm的碱处理单板，将碱处理单板在酚醛树脂I粘合剂中浸泡12小时，取出晾干24小时，在酚醛树脂II粘合剂中浸泡12小时，取出晾干24小时在模压机上进行模压，模压采用温度为130摄氏度，压力为15公斤，时间为240分钟，获得重组木材，重组木材的粘结强度可达3.0MPa，饱和吸水率18.5％。
实施例6
酚醛树脂I的制备工艺为：苯酚100份、36.7％甲醛溶液146份、32％氢氧化钠溶液10份、水30份，在装有球形冷凝管、温度计和搅拌装置的500ml四口烧瓶中加入计量的苯酚和氢氧化钠溶液，在40℃条件下恒温搅拌50min，然后滴加甲醛，升温至50℃恒温搅拌120min，继续升温至70℃恒温搅拌120min，最后升温至80℃恒温搅拌100min，加水冷却至室温，获得酚醛树脂I；酚醛树脂I的粘度为10cps，游离甲醛0.20％，游离苯酚的含量2.1％。
酚醛树脂II的制备工艺为：苯酚100份、36.7％甲醛溶液152份、32％氢氧化钠溶液20份、水30份，在装有球形冷凝管、温度计和搅拌装置的500ml四口烧瓶中加入计量的苯酚和氢氧化钠溶液，在40℃条件下恒温搅拌60min，然后滴加甲醛，升温至50℃恒温搅拌100min，继续升温至70℃恒温搅拌100min，最后升温至80℃恒温搅拌120min，加水冷却至室温，获得酚醛树脂II；酚醛树脂II的粘度为20cps，游离甲醛0.15％，游离苯酚的含量2.0％。
木材碱处理工艺为：用100g氢氧化钠和50g亚硫酸钠加入1000ml加蒸馏水配制溶液，将木材单板在溶液内煮沸7小时，然后取出水洗3次，自然晾干得到碱处理单板。
木材重组工艺为采用两种酚醛树脂粘合剂(酚醛树脂I和酚醛树脂II)，木材采用厚度为1.30±0.1mm的单板，将木材单板在酚醛树脂I粘合剂中浸泡8小时，取出晾干24小时，在酚醛树脂II粘合剂中浸泡8小时，取出晾干24小时在模压机上进行模压，模压采用温度为120摄氏度，压力为10公斤，时间为120分钟，获得重组木材，重组木材的粘结强度可达2.70MPa，饱和吸水率18.5％。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。
Claims (2)
1.酚醛树脂胶粘剂重组木材，其特征在于，包含两种酚醛树脂粘合剂的制备以及木材重组工艺，其中：
酚醛树脂I的制备工艺为：苯酚100份、36.7％甲醛溶液140-150份、32％氢氧化钠溶液6-18份、水30份，在装有球形冷凝管、温度计和搅拌装置的500ml四口烧瓶中加入计量的苯酚和氢氧化钠溶液，在40℃条件下恒温搅拌40-60min，然后滴加甲醛，升温至50℃恒温搅拌100-140min，继续升温至70℃恒温搅拌100-150min，最后升温至80℃恒温搅拌60-120min，加水冷却至室温，获得酚醛树脂I；
酚醛树脂II的制备工艺为：苯酚100份、36.7％甲醛溶液150-160份、32％氢氧化钠溶液18-30份、水30份，在装有球形冷凝管、温度计和搅拌装置的500ml四口烧瓶中加入计量的苯酚和氢氧化钠溶液，在40℃条件下恒温搅拌30-90min，然后滴加甲醛，升温至50℃恒温搅拌90-120min，继续升温至70℃恒温搅拌90-120min，最后升温至80℃恒温搅拌60-150min，加水冷却至室温，获得酚醛树脂II；
木材重组工艺为采用两种酚醛树脂粘合剂(酚醛树脂I和酚醛树脂II)，木材采用厚度为1.30±0.1mm的单板，将木材单板在酚醛树脂I粘合剂中浸泡6-12小时，取出晾干24小时，在酚醛树脂II粘合剂中浸泡6-12小时，取出晾干24小时在模压机上进行模压，模压采用温度为110-130摄氏度，压力为6-15公斤，时间为30-240分钟，获得重组木材；
所述的重组木材用酚醛树脂胶粘剂及其重组木材，其特征于酚醛树脂I和酚醛树脂II的粘度低，酚醛树脂I的粘度范围为2-15cps，酚醛树脂II的粘度为6-30cps；
所述的重组木材用酚醛树脂胶粘剂及其重组木材，其特征于酚醛树脂I和酚醛树脂II的游离甲醛≤0.3％，游离苯酚的含量≤3％；
所述的重组木材用酚醛树脂胶粘剂及其重组木材，其特征在于，所述木材单板有两种，一种是未经处理的旋切单板，另一种是经过预处理的旋切单板，称为碱处理单板；
所述的重组木材用酚醛树脂胶粘剂及其重组木材，其特征在于，所述预处理的旋切单板为碱处理单板，木材单板碱处理工艺为：用80-120g氢氧化钠和40-60g亚硫酸钠加入1000ml加蒸馏水配制溶液，将木材单板在溶液内煮沸7小时，然后取出水洗3次，自然晾干得到碱处理单板。
2.根据权利要求1所述的重组木材用酚醛树脂胶粘剂及其重组木材，其特征于重组木材粘结强度高，粘结强度可达1.7-3.0MPa，饱和吸水率18-20％。
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