CN112608435A - 环境友好型重竹地板用酚醛树脂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环境友好型重竹地板用酚醛树脂以重量份为单位，包括以下原料：甲醛水溶液163‑180份、苯酚132‑156份、氢氧化钠10‑13份、双氰胺0‑4份、乙酰胍胺4‑6份、聚乙烯醇0.7‑1份、三羟甲基丙烷三(3‑吖丙啶基丙酸酯)4‑7份、乙二醇乙醚醋酸酯8‑15份、二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯0.3‑0.6份、过氧化环己酮0.2‑0.4份。本发明的重竹地板用酚醛树脂性能优异，属于环境友好型，应用生产重竹地板效果好，可大力推广应用。
Description
技术领域
本发明属于酚醛树脂制备技术领域，具体涉及一种环境友好型重竹地板用酚醛树脂及其制备方法。
背景技术
重竹本身是一种天然的绿色材料，重竹子生长的最大特点是一次造林成功，即可行鞭出笋，年年砍伐，永续利用，而不破坏生态环境。
与传统木地板相比，重竹地板的优点主要表现在以下方面：
1、重竹地板耐腐蚀、耐候性好。碳化处理的竹条经过酚醛树脂的粘合，其耐候性长达10年之久。
2、重竹地板隔音效果好。地板的隔音效果的好坏，是人们选择地板要参考的重要方面。重竹地板本身具有吸音、隔音、降低噪音、缩短残音时间的功效。
3、色差较小。按照色差划分，重竹地板可分为两种，一种是自然色，色差比木质地板小，具有丰富的竹纹，而且色彩匀称，自然色中有分本色和碳化色。二是人工上漆色，漆料可调配成各种色彩，不过竹纹已经不太明显。
4、抗压防虫蛀。重竹地板的抗压强度好，对于虫蛀问题，由于重竹地板中的很多养分经高温处理，虫子没有了生存的环境，从根本上杜绝虫蛀问题。
4、重竹地板的工艺决定了温度对它的影响较小，重竹地板在制作过程中经历了高温蒸煮、碳化干燥、热压等各种高温环节，因此可用作地热地板。
鉴于重竹地板的上述优点，特别是户外越来越多的替代防腐木，正成为户外景观绿道等工程的首选材料。以及国内建材环保风潮的愈刮愈烈，国家将借家居环保潮流，力促重竹地板消费成为地板市场新的主流。重竹地板行业正顺应这一潮流，使重竹地板逐步成为地板市场的新锐。
酚醛树脂因具有粘结强度高、耐水、耐热、耐磨及化学稳定性好等优点，广泛应用于竹木工业中。酚醛树脂作为重竹地板的胶黏剂，直接决定着重竹地板的品质。由于普通酚醛树脂的分子主链中存在大量苯环，这种结构造成刚性基团密度过大，空间位阻大，链节旋转自由度小，导致酚醛树脂的韧性差。普通树脂由于加工工艺和配方工艺等问题，普遍存在着TVOCS超标问题，树脂使用过程以及板材使用过程都存在着TVOCS超标问题。
中国专利文献″一种竹地板专用改性酚醛树脂胶黏剂及其制备方法(专利号：201610769706.3)″公开了一种竹地板专用改性酚醛树脂胶黏剂及其制备方法，所述竹地板专用改性酚醛树脂胶黏剂由以下重量份的原料制得：苯酚100份、160-175份37％甲醛水溶液、11-12份复合碱性催化剂、3-5份改性剂1、0.2-0.5份改性剂2和2-5份甲醛捕捉剂。该明所提供的改性酚醛树脂胶黏剂具有较高的耐水性能，且游离酚、游离醛含量很低，但用其制成的重竹地板存在冲击韧性较差的问题。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本发明的目的在于提出一种环境友好型重竹地板用酚醛树脂，以解决现有技术用酚醛树脂制成的竹地板存在冲击韧性较差的问题。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：
一种环境友好型重竹地板用酚醛树脂，以重量份为单位，包括以下原料：甲醛水溶液163-180份、苯酚132-156份、氢氧化钠10-13份、双氰胺0-4份、乙酰胍胺4-6份、聚乙烯醇0.7-1份、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)4-7份、乙二醇乙醚醋酸酯8-15份、二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯0.3-0.6份、过氧化环己酮0.2-0.4份；
所述环境友好型重竹地板用酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将预热熔融的苯酚加入反应容器中，再加入氢氧化钠、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯、过氧化环己酮，滴加甲醛水溶液反应，制得混合物a；
(2)向步骤(1)制得的混合液a中加入乙酰胍胺反应，制得混合物b；
(3)向步骤(2)制得的混合液b中加入聚乙烯醇反应，制得混合物c；
(4)将步骤(3)制得的混合液c降温，加入双氰胺反应，制得环境友好型重竹地板用酚醛树脂。
优选地，以重量份为单位，包括以下原料：甲醛水溶液172份、苯酚145份、氢氧化钠12份、双氰胺2份、乙酰胍胺5份、聚乙烯醇0.8份、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)6份、乙二醇乙醚醋酸酯12份、二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯0.5份、过氧化环己酮0.3份。
优选地，所示甲醛水溶液的质量浓度为40-44％。
优选地，步骤(1)中滴加甲醛水溶液反应的条件：在温度为80-84℃，微波功率为100-200W下反应2-2.5h。
优选地，所述滴加甲醛水溶液反应的条件：在温度为82℃，微波功率为200W下反应2.3h。
优选地，步骤(2)中向步骤(1)制得的混合液a中加入乙酰胍胺反应的条件：在温度为80-84℃下反应25-35min。
优选地，步骤向步骤(1)制得的混合液a中加入乙酰胍胺反应的条件：在温度为82℃下反应32min。
优选地，步骤(3)中向步骤(2)制得的混合液b中加入聚乙烯醇反应的条件：升温至87-92℃，反应20-32min。
优选地，向步骤(2)制得的混合液b中加入聚乙烯醇反应的条件：升温至90℃，反应22min。
优选地，步骤(4)中将步骤(3)制得的混合液c降温至36-48℃，加入双氰胺反应，制得环境友好型重竹地板用酚醛树脂。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)在本发明工艺中添加三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯、过氧化环己酮后使苯酚和甲醛反应更加完全，极大减少了游离酚含量和游离醛含量。
(2)用本发明工艺制得的酚醛树脂生产重竹地板，重竹地板的冲击韧性显著高于现有技术制得的重竹地板的冲击韧性，说明采用本发明工艺制得的酚醛树脂有利于提高重竹地板的冲击韧性。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在本发明的实施例中，所述环境友好型重竹地板用酚醛树脂，以重量份为单位，包括以下原料：质量浓度为40-44％的甲醛水溶液163-180份、苯酚132-156份、氢氧化钠10-13份、双氰胺0-4份、乙酰胍胺4-6份、聚乙烯醇0.7-1份、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)4-7份、乙二醇乙醚醋酸酯8-15份、二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯0.3-0.6份、过氧化环己酮0.2-0.4份；
所述环境友好型重竹地板用酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将预热熔融的苯酚加入反应容器中，再加入氢氧化钠、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯、过氧化环己酮，在温度为80-84℃，微波功率为100-200W下2-2.5h内滴加质量浓度为40-44％的甲醛水溶液反应，制得混合物a；
(2)向步骤(1)制得的混合液a中加入乙酰胍胺，在温度为80-84℃反应25-35min，制得混合物b；
(3)向步骤(2)制得的混合液b中加入聚乙烯醇，升温至87-92℃，反应20-30min，制得混合物c；
(4)将步骤(3)制得的混合液c降温至36-48℃，加入双氰胺反应，制得环境友好型重竹地板用酚醛树脂。
下面进行更具体实施例描述。
实施例1
一种环境友好型重竹地板用酚醛树脂，以重量份为单位，包括以下原料：质量浓度为40％的甲醛水溶液165份、苯酚136份、氢氧化钠10份、乙酰胍胺4份、聚乙烯醇0.7份、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)4份、乙二醇乙醚醋酸酯9份、二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯0.3份、过氧化环己酮0.2份；
所述环境友好型重竹地板用酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将预热熔融的苯酚加入反应容器中，再加入氢氧化钠、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯、过氧化环己酮，在温度为80℃，微波功率为100W下2.5h内滴加质量浓度为40％的甲醛水溶液反应，制得混合物a；
(2)向步骤(1)制得的混合液a中加入乙酰胍胺，在温度为80℃反应35min，制得混合物b；
(3)向步骤(2)制得的混合液b中加入聚乙烯醇，升温至88℃，反应29min，制得混合物c；
(4)将步骤(3)制得的混合液c降温至36℃，制得环境友好型重竹地板用酚醛树脂。
实施例2
一种环境友好型重竹地板用酚醛树脂，以重量份为单位，包括以下原料：质量浓度为42％的甲醛水溶液172份、苯酚145份、氢氧化钠12份、双氰胺2份、乙酰胍胺5份、聚乙烯醇0.8份、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)6份、乙二醇乙醚醋酸酯12份、二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯0.5份、过氧化环己酮0.3份；
所述环境友好型重竹地板用酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将预热熔融的苯酚加入反应容器中，再加入氢氧化钠、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯、过氧化环己酮，在温度为82℃，微波功率为200W下2.3h内滴加质量浓度为42％的甲醛水溶液反应，制得混合物a；
(2)向步骤(1)制得的混合液a中加入乙酰胍胺，在温度为82℃反应32min，制得混合物b；
(3)向步骤(2)制得的混合液b中加入聚乙烯醇，升温至90℃，反应22min，制得混合物c；
(4)将步骤(3)制得的混合液c降温至43℃，加入双氰胺，保持在43℃下反应30min，制得环境友好型重竹地板用酚醛树脂。
实施例3
一种环境友好型重竹地板用酚醛树脂，以重量份为单位，包括以下原料：质量浓度为44％的甲醛水溶液178份、苯酚152份、氢氧化钠13份、双氰胺4份、乙酰胍6份、聚乙烯醇1份、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)7份、乙二醇乙醚醋酸酯14份、二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯0.5份、过氧化环己酮0.4份；
所述环境友好型重竹地板用酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将预热熔融的苯酚加入反应容器中，再加入氢氧化钠、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯、过氧化环己酮，在温度为84℃，微波功率为160W下2.4h内滴加质量浓度为44％的甲醛水溶液反应，制得混合物a；
(2)向步骤(1)制得的混合液a中加入乙酰胍胺，在温度为83℃反应27min，制得混合物b；
(3)向步骤(2)制得的混合液b中加入聚乙烯醇，升温至92℃，反应20min，制得混合物c；
(4)将步骤(3)制得的混合液c降温至46℃，加入双氰胺，保持在46℃下反应25min，制得环境友好型重竹地板用酚醛树脂。
对比例1
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备环境友好型重竹地板用酚醛树脂的原料中缺少三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯、过氧化环己酮。
对比例2
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备环境友好型重竹地板用酚醛树脂的原料中缺少三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)。
对比例3
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备环境友好型重竹地板用酚醛树脂的原料中缺少乙二醇乙醚醋酸酯。
对比例4
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备环境友好型重竹地板用酚醛树脂的原料中缺少二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯。
对比例5
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备环境友好型重竹地板用酚醛树脂的原料中发缺少过氧化环己酮。
对比例6
市面上的太尔树脂。
对比例7
采用中国专利文献″一种竹地板专用改性酚醛树脂胶黏剂及其制备方法(专利号：201610769706.3)″中的实施例1-3制备酚醛树脂。
对实施例1-3和对比例6、7制得的树脂进行检测游离酚含量和游离醛含量，其中游离酚含量测定按照GB/T30773-2014测定，游离醛含量测定按照GB/T14074-2006测定，测定结果见下表。
由上表可知，本发明制得的酚醛树脂的游离酚含量和游离醛含量远低于对比例6、7(现有技术)制得的酚醛树脂的游离酚含量和游离醛含量，这是在本发明工艺中添加三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯、过氧化环己酮后使苯酚和甲醛反应更加完全，极大减少了游离酚含量和游离醛含量。
用实施例1-3和对比例1-7制得的酚醛树脂生产重竹地板，并按照GBT/17657-1999测定冲击韧性，测定结果见下表。
由上表可知，(1)用本发明工艺制得的酚醛树脂生产重竹地板，重竹地板的冲击韧性显著高于对比例6、7(现有技术)制得的重竹地板的冲击韧性，分别高40.6％和25.3％以上。说明采用本发明工艺制得的酚醛树脂有利于提高重竹地板的冲击韧性。
(2)实施例2和对比例1-5的数据可见，三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯、过氧化环己酮在制备酚醛树脂中起到了协同作用，协同提高了本发明工艺制得的酚醛树脂生产重竹地板的冲击韧性，这是：苯酚和甲醛在乙二醇乙醚醋酸酯的促溶、二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯的活化和过氧化环己酮引发作用下，使得苯酚和甲醛反应迅速，缩短反应时间。过氧化环己酮可分解产生自由基，这些自由基能够引发自由基链反应，使苯酚和甲醛反应更加充分，使本发明工艺制得的酚醛树脂生产重竹地板的冲击韧性得到提高。另外乙二醇乙醚醋酸酯不仅能够弱化苯酚和甲醛分子间的作用力，还能极大改善苯酚和甲醛两相界面的性能，提高黏合力，进而使本发明工艺制得的酚醛树脂生产重竹地板的冲击韧性得到提高；此外，三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)通过热交联作用，改善酚醛树脂的相溶性，从而提高本发明工艺制得的酚醛树脂生产重竹地板的冲击韧性。
以上内容不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种环境友好型重竹地板用酚醛树脂，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：甲醛水溶液163-180份、苯酚132-156份、氢氧化钠10-13份、双氰胺0-4份、乙酰胍胺4-6份、聚乙烯醇0.7-1份、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)4-7份、乙二醇乙醚醋酸酯8-15份、二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯0.3-0.6份、过氧化环己酮0.2-0.4份；所述环境友好型重竹地板用酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)将预热熔融的苯酚加入反应容器中，再加入氢氧化钠、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯、过氧化环己酮，滴加甲醛水溶液反应，制得混合物a；(2)向步骤(1)制得的混合液a中加入乙酰胍胺反应，制得混合物b；(3)向步骤(2)制得的混合液b中加入聚乙烯醇反应，制得混合物c；(4)将步骤(3)制得的混合液c降温，加入双氰胺反应，制得环境友好型重竹地板用酚醛树脂。
2.根据权利要求1所述的环境友好型重竹地板用酚醛树脂，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：甲醛水溶液172份、苯酚145份、氢氧化钠12份、双氰胺2份、乙酰胍胺5份、聚乙烯醇0.8份、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)6份、乙二醇乙醚醋酸酯12份、二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯0.5份、过氧化环己酮0.3份。
3.根据权利要求1或2所述的环境友好型重竹地板用酚醛树脂，其特征在于，所示甲醛水溶液的质量浓度为40-44％。
4.根据权利要求1所述的环境友好型重竹地板用酚醛树脂，其特征在于步骤(1)中滴加甲醛水溶液反应的条件在温度为80-84℃，微波功率为100-200W下反应2-2.5h。
5.根据权利要求4所述的环境友好型重竹地板用酚醛树脂，其特征在于，所述滴加甲醛水溶液反应的条件：在温度为82℃，微波功率为200W下反应2.3h。
6.根据权利要求1所述的环境友好型重竹地板用酚醛树脂，其特征在于，步骤(2)中向步骤(1)制得的混合液a中加入乙酰胍胺反应的条件：在温度为80-84℃下反应25-35min。
7.根据权利要求6所述的环境友好型重竹地板用酚醛树脂，其特征在于，步骤向步骤(1)制得的混合液a中加入乙酰胍胺反应的条件：在温度为82℃下反应32min。
8.根据权利要求1所述的环境友好型重竹地板用酚醛树脂，其特征在于，步骤(3)中向步骤(2)制得的混合液b中加入聚乙烯醇反应的条件：升温至87-92℃，反应20-30min。
9.根据权利要求8所述的环境友好型重竹地板用酚醛树脂，其特征在于，向步骤(2)制得的混合液b中加入聚乙烯醇反应的条件：升温至90℃，反应22min。
10.根据权利要求1所述的环境友好型重竹地板用酚醛树脂，其特征在于，步骤(4)中将步骤(3)制得的混合液c降温至36-48℃，加入双氰胺反应，制得环境友好型重竹地板用酚醛树脂。
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