CN111793456A - 木质素改性酚醛胶及其制备方法 - Google Patents

木质素改性酚醛胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明的木质素改性酚醛胶，包括如下重量份材料：三聚氰胺、催化剂、苯酚、甲醛溶液、助剂和经高温高压处理的造纸黑液或木质素磺酸钠，其制备方法：(1)将造纸黑液/木质素磺酸钠和水混合后进行高温高压处理；(2)步骤(1)黑液冷却后，边搅拌边加入氢氧化钠溶液，调节黑液的PH值为8‑14；(3)加热步骤(2)黑液的温度至60℃，依次加入苯酚、甲醛溶液、尿素和三聚氰胺，控制在30分钟内将温度60℃升温至95℃，温度在95℃时保温5‑30分钟；(4)降低步骤(3)混合液温度至65℃，再加入尿素和氢氧化钠溶液，再降温至45℃，制成木质素改性酚醛胶。该木质素改性酚醛胶的胶合强度强，耐候性强，甲醛释放量与木材自身甲醛释放量持平。

Description

木质素改性酚醛胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及密度板、刨花板胶合板热固型胶黏剂，具体涉及一种木质素改性酚醛胶。
背景技术
国内胶合板密度板、刨花板目前使用量最多的是脲醛胶，胶合强度较弱与甲醛释放量不稳定。引用专利为2019108942704，专利名称为一种改性酚醛胶及其制备方法，该专利文献公开了一种改性酚醛胶及其制备方法，所述制备方法包括步骤：(1)将苯酚、甲醛溶液加入釜底升温至30～70℃，加入造纸废弃物升温至70～120℃，保温10～60min；(2)降温至40～80℃，加入第一部分催化剂，升温至80～110℃，保温10～60min；(3)降温至60～90℃，加入剩余催化剂，保温10～60min，降温后出料。
发明内容
为了克服上述技术问题中的不足之处，本发明提供一种胶合强度强，耐候性强，甲醛释放量低的木质素改性酚醛胶，具体方案如下：
木质素改性酚醛胶，包括如下重量份材料：造纸黑液或木质素磺酸钠38-1000份、三聚氰胺0.76-20份、催化剂7.6-400份、苯酚13-60份、甲醛溶液34-200份、助剂4-16份,所述造纸黑液或木质素磺酸钠经高温高压处理。
进一步地，所述造纸黑液或木质素磺酸钠与三聚氰胺重量份比为1：0.01～0.05，所述造纸黑液与催化剂重量份比为1：0.1～0.5。
进一步地，所述造纸黑液质量百分比浓度为30％-50％，造纸黑液为波美度26度的造纸黑液或波美度27度的造纸黑液。
进一步地，所述助剂为尿素，所述催化剂为片碱或氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为30％-50％。
进一步地，所述甲醛溶液浓度为36-38％。
木质素改性酚醛胶的制备方法，将所述造纸黑液或将木质素磺酸钠和水混合后，高温为260℃和高压为0.4MPA的反应釜搅拌20分钟，冷却取出。
进一步地，包括如下步骤：
(1)将造纸黑液或将木质素磺酸钠和木质素磺酸钠重量1-2倍的水混合后，加入高温为260℃和高压为0.4MPA的反应釜搅拌20分钟，冷却取出；
(2)将步骤(1)获得的黑液加入三口烧杯，边搅拌边加入质量百分比浓度为30％-50％的氢氧化钠溶液7.6-400份，调节造纸黑液的PH值为8-14；
(3)加热步骤(2)的黑液温度至60℃，且不断搅拌，并依次加入苯酚13-60份、甲醛溶液34-200份、尿素4-16份和三聚氰胺0.76-20份，获得混合液，控制所述混合液在30分钟内升温至80～95℃，温度在80～95℃时保温；
(4)将步骤(3)的混合液降温至65℃，再分别加入混合液重量的2％-8％尿素和1％片碱，再降温至45℃，制成木质素改性酚醛胶。
进一步地，步骤(3)所述的温度在80～95℃时的保温时间为5-130分钟。
本发明的优点
本发明提供的木质素改性酚醛胶，由于造纸黑液经过高温高压后活性更高，黑液又经过苯酚的酚化，甲醛的羟甲基化，活性更高，黑液中含有大量的木质素，可减少苯酚的用量，且与甲醛溶液反应更充分，因此，使得木质素改性酚醛胶比现有技术中的脲醛胶的胶合强度强，耐候性强，甲醛释放量低，与无醛板标准的甲醛释放量持平。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
本实施例1提供的木质素改性酚醛胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)称量波美度26度造纸黑液200份，加入高温为260℃和高压为0.4MPA的反应釜搅拌20分钟，冷却取出；
所述造纸黑液直接来源于广西柳州鹿寨凤糖纸业，广西来宾华垦纸业，广西贵港贵糖纸业。
对造纸黑液进行高温高压处理的目的在于活化造纸黑液，使其与甲醛和苯酚更容易反应，反应更充分。
(2)将步骤(1)获得的黑液加入三口烧杯，边搅拌边加入质量百分比浓度为50％的氢氧化钠溶液40份，调节黑液的PH值为11；氢氧化钠溶液的作用在于一是调节造纸黑液的PH值；二是调节成品胶水流动性；三是延长保存期限。
(3)加热步骤(2)黑液的温度至60℃，且不断搅拌，并依次加入苯酚(纯度98％以上)13份、甲醛溶液34份、尿素16份和三聚氰胺10份，获得混合液，控制混合液在30分钟内将温度从60℃升温至80℃，温度在80℃时保温130分钟；
(4)将步骤(3)的混合液降温至65℃，再分别加入尿素10份和片碱2份，再继续搅拌至温度降至45℃，制成木质素改性酚醛胶。尿素的作用在于一是与甲醛反应；二是起到保湿和增强成品胶水流动性；三是随着气候的变化，温度越高，所需要的添加的尿素越多，但不能超过胶水重量的10％，保湿效果越好。
根据GB/T 14732-2017《木材工业胶粘剂用脲醛、酚醛、三聚氯胺甲醛树脂》检验，本实施例1的木质素改性酚醛胶检验结果如表1所示：
表1：
Figure BDA0002591313090000031
实施例2
本实施例2提供的木质素改性酚醛胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)称量波美度27度造纸黑液500份，加入高温为260℃和高压为0.4MPA的反应釜搅拌20分钟，冷却取出；
(2)将步骤(1)获得的黑液加入三口烧杯，边搅拌边加入质量百分比浓度为50％的氢氧化钠溶液200份，调节黑液的PH值为13；
(3)将步骤(2)的造纸黑液搅拌升温至60℃，分别加入苯酚(纯度98％以上)60份、甲醛溶液100份和三聚氰胺20份，获得混合液，控制混合液在30分钟内将温度从60℃升温至85℃，再加入甲醛溶液90份后，再将温度升至90℃，温度在90℃时保温90分钟；
(4)将步骤(3)的混合液降温至45℃，制成木质素改性酚醛胶。
根据GB/T 14732-2017《木材工业胶粘剂用脲醛、酚醛、三聚氯胺甲醛树脂》检验，本实施例2的木质素改性酚醛胶检验结果如表2所示：
表2：
Figure BDA0002591313090000032
实施例3
本实施例3提供的木质素改性酚醛胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)称量木质素磺酸钠38份、水62份混合后，加入高温为260℃和高压为0.4MPA的反应釜搅拌20分钟，冷却取出；
(2)搅拌步骤(1)获得的黑液，边搅拌边加入氢氧化钠溶液7.6份，调节黑液的PH值为14；
(3)将步骤(2)的黑液搅拌升温至60℃，分别加入苯酚20份、甲醛溶液21份和和三聚氰胺15份，获得混合液，控制混合液在30分钟内将温度从60℃升温至90℃，再加入甲醛溶液21份，再将温度升温至100℃，温度在100℃时保温5分钟，温度降至80℃，保温30分钟；
(4)将步骤(3)的混合液降温至60℃，再分别依次加入尿素16份和质量百分比浓度为50％的氢氧化钠溶液0.38份，继续搅拌，温度降至45℃，制成木质素改性酚醛胶。
根据GB/T 14732-2017《木材工业胶粘剂用脲醛、酚醛、三聚氯胺甲醛树脂》检验，本
实施例3的木质素改性酚醛胶检验结果如表3所示：
表3：
Figure BDA0002591313090000041
以下列举部分本发明的木质素改性酚醛胶应用在板材方面的实验：
实验一：
对未经高温高压处理的造纸黑液和经高温高压处理的造纸黑液分别制成的木质素改性酚醛胶进行压板试验，对两者的性能进行对比，如表4至5所示：A、B、C分别为未经高温高压处理过的造纸黑液制成的木质素改性酚醛胶，1#、2#分别为经过高温高压处理过的造纸黑液制成的木质素改性酚醛胶。
表4：压板工艺参数
Figure BDA0002591313090000042
Figure BDA0002591313090000051
注：固含全部以35％计算。
表5中纤板性能检测数据表
Figure BDA0002591313090000052
注：国家标准依据为《GB/T 11718-2009中密度纤维板》中高湿状态下使用的家具型中密度纤维板(MDF-FN HMR)性能要求。
综合表4和表5分析结果如下：
(1)1#和2#酚醛胶在热压时间为480S，固含:纤维量为11.0％时，压板性能优于A、B酚醛胶性能；1#和2#酚醛胶在热压时间为320S，固含:纤维量为8.4％时，压板性能与A、B酚醛胶性能相当。
(2)1#酚醛胶性能最好，2#胶次之，两者性能表现相当。
(3)A酚醛胶的甲醛释放量Fy为0.85mg/100mg，1#酚醛胶的甲醛释放量Fy为0.4mg/100mg，甲醛释放量有变化，无醛板标准(≤0.5mg/100mg)；1#、2#酚醛胶黏度比A酚醛胶、B酚醛胶、C酚醛胶小，施胶过程较顺利，更适合纤维板工艺。
实验二：
将本发明的木质素改性酚醛胶应用在胶合板中，并对使用木质素改性酚醛胶的胶合板的样品根据GB/T 9846-2015《普通胶合板》、GB 18580-2017《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》进行检验，送检样品胶合强度按GB/T 9846-2015判定，甲醛释放限量按GB 18580-2017判定，检验结果如表6所示，
表6
Figure BDA0002591313090000061
实验三：
将本发明的木质素改性酚醛胶应用在桉木胶合板中，对该桉木胶合板的样品进行检测，检测项目共计40项，检测依据：Well标准《STANDARD METHOD FOR THE TESTING ANDEVALUATION OF VOLATILE ORGANIC CHEMICAL EMISSIONS FROM INDOOR SOURCES USINGENVIRONMENTAL CHAMBERS VERSION 1.1》,使用的仪器为：VOC释放舱(V-1000A)、紫外可见光光度计(Cary60)、热脱附-气相色谱质谱联用仪(Unity Xr-7890B-5977B),检测结果如表7：
表7：
Figure BDA0002591313090000071
Figure BDA0002591313090000081
Figure BDA0002591313090000082

Claims (7)

1.木质素改性酚醛胶，其特征在于，包括如下重量份材料：造纸黑液或木质素磺酸钠38-1000份、三聚氰胺0.76-20份、催化剂7.6-400份、苯酚13-60份、甲醛溶液34-200份、助剂4-16份,所述造纸黑液或木质素磺酸钠经高温高压处理。
2.根据权利要求1所述的木质素改性酚醛胶，其特征在于，所述造纸黑液质量百分比浓度为30％-50％，造纸黑液为波美度26度的造纸黑液或波美度27度的造纸黑液，所述造纸黑液或木质素磺酸钠与三聚氰胺重量份比为1：0.01～0.05；所述造纸黑液与催化剂重量份比为1：0.1～0.5。
3.根据权利要求1所述的木质素改性酚醛胶，其特征在于，所述助剂为尿素，所述催化剂为片碱或氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为30％-50％。
4.根据权利要求1所述的木质素改性酚醛胶的制备方法，其特征在于，所述甲醛溶液浓度为36-38％。
5.一种权利要求1至4任意一项所述的木质素改性酚醛胶的制备方法，其特征在于，将所述造纸黑液或将木质素磺酸钠和水混合后，加入高温为260℃和高压为0.4MPA的反应釜搅拌20分钟，冷却取出。
6.根据权利要求5所述的木质素改性酚醛胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将造纸黑液或将木质素磺酸钠和木质素磺酸钠重量1-2倍的水混合后，在高温为260℃和高压为0.4MPA的反应釜搅拌20分钟，冷却取出；
(2)将步骤(1)获得的黑液加入三口烧杯，边搅拌边加入质量百分比浓度为30％-50％的氢氧化钠溶液7.6-400份，调节造纸黑液的PH值为8-14；
(3)加热步骤(2)黑液的温度至60℃，且不断搅拌，并依次加入苯酚13-60份、甲醛溶液34-200份、尿素4-16份和三聚氰胺0.76-20份，获得混合液，控制所述混合液在30分钟内升温至80～95℃，温度在80～95℃时保温；
(4)将步骤(3)的混合液降温至65℃，再分别加入混合液重量的2-8％尿素和1％片碱，再降温至45℃，制成木质素改性酚醛胶。
7.根据权利要求6所述的木质素改性酚醛胶的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的温度在80～95℃时的保温时间为5-130分钟。
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Application publication date: 20201020