CN112662353B - 一种竹青竹黄等竹材表面润湿型酚醛树脂胶黏剂及其合成方法 - Google Patents

一种竹青竹黄等竹材表面润湿型酚醛树脂胶黏剂及其合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种酚醛树脂胶黏剂及其合成方法，所述酚醛树脂胶黏剂由如下质量份的原料制成：37wt％甲醛水溶液140～180份、苯酚90～120份、40wt％氢氧化钠水溶液20～50份、羟甲基丙烯酰胺1～5份、甲基丙烯酸5～10份、烯丙基琥珀酸烷基磺酸钠5～10份、过硫酸钾0.01～0.1份、水50～80份；本发明制备的酚醛树脂胶黏剂具有良好的流动性和润湿性，在竹青上的接触角为35～42°，竹黄的接触角为30～43°，未加改性剂的酚醛树脂胶黏剂在竹青上的接触角为55°，竹黄接触角为50°，接触角减小，说明改性胶黏剂在竹青竹黄的润湿性提高。

Description

一种竹青竹黄等竹材表面润湿型酚醛树脂胶黏剂及其合成 方法
技术领域
本发明涉及一种竹青竹黄等竹材表面润湿型酚醛树脂胶黏剂及其合成方法。
背景技术
我国是森林资源缺少型国家。随着经济的发展，人们生活水平的提高，我国木材加工产品的产 量和需求量逐年增加。近10年来，我国木材消耗总量增长了173％，每年进口木材类产品折合原木 超过2亿立方米。然而，世界各木材生产大国现正严格限制本国原木的出口量，加之我国实施的天 然林保护工程等，致使我国木材可供给的数量逐年下降，但我国木材的需求量却十分巨大，导致我 国木材供需矛盾十分突出。因此，充分利用我国丰富的竹资源优势(世界竹类资源第一大国，年产 竹材约15亿根，相当于约2300万立方米木材)，大力发展竹产业，是缓解木材供需矛盾和维护国家 木材安全的重要举措。经过近四十年的发展，我国已成为全球最大的竹产品生产和出口国，在竹产 品研发和创新等方面一直走在世界前列，已开发出竹材集成材、重组竹材、竹胶合板、竹刨花板等 产品。虽然我国竹产业发展取得了重大成效，但长期存在的竹青、竹黄难以胶合的难题，已影响了 竹产业的进一步发展。竹材在壁厚方向，外层为竹青，表面光滑、组织致密；内层为竹黄，质地较 脆，组织疏松。竹青、竹黄表面含有蜡质(脂肪酸等)和SiO2。由于竹青、竹黄表面特殊的化学成分和组织结构，造成其表面难以涂饰和胶合。因此，进行竹青、竹黄胶合性能研究，实现带青、带 黄竹条(竹篾)高效胶合，是提高竹材出材率，降低原材料成本的有效途径。
酚醛树脂是以酚类化合物与醛类化合物经缩聚而制得的一大类热固性合成树脂。苯酚-甲醛树脂 是酚醛树脂中最典型和最重要的一种酚醛树脂，具有优良的胶合强度和耐水性能被广泛应用在竹材 加工行业中，特别是重组板材、集装箱地板、竹车厢地板以及竹建筑模板等产品中。但是由于酚醛 树脂胶黏剂含有酚羟基以及羟甲基等极性基团，造成酚醛树脂胶黏剂表面张力高，难以在带青带黄 的竹材表面进行良好的润湿和流动，基于此，发明一种新型原位改性酚醛树脂胶黏剂，降低表面张 力，有利于其在竹青竹黄表面润湿和渗透，实现竹材带青带黄直接胶合，达到竹材加工行业竹材加 工不需要去青去黄的目的，可以提高竹材利用率至少到10％以上。
发明内容
本发明公开了一种新型的酚醛树脂胶黏剂及其合成工艺，使用甲醛、苯酚主要合成原料，制备 具有良好润湿性的酚醛树脂胶黏剂，在竹青竹黄等竹材表面具有良好的润湿性和渗透性，提高带青 带黄竹材的胶合强度。
本发明的技术方案如下：
一种酚醛树脂胶黏剂，由如下质量份的原料制成：
37wt％甲醛水溶液140～180份、苯酚90～120份、40wt％氢氧化钠水溶液20～50份、羟甲基 丙烯酰胺1～5份、甲基丙烯酸5～10份、烯丙基琥珀酸烷基磺酸钠5～10份、过硫酸钾0.01～0.1 份、水50～80份。
所述酚醛树脂胶黏剂的合成方法为：
按照配方，将苯酚、40wt％氢氧化钠水溶液和水混合，搅拌下升温至40～50℃，加入37wt％甲 醛水溶液总量的80～90％，(在50～60min内)升温至90～95℃，保温反应20min，之后降温至40～ 50℃，加入剩余的37wt％甲醛水溶液(即总量的10～20％)，升温至90～95℃保温反应20～30min， 之后降温至70～80℃，加入羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸和烯丙基琥珀酸烷基磺酸钠，同时添加过 磷酸钾，继续于70～80℃下反应240min，之后冷却至室温，放料储存；
优选将过磷酸钾配制成1wt％水溶液，通过注射泵以滴加方式加入反应体系，并在1个小时内滴 加完。
本发明的有益效果在于：
本发明制备的酚醛树脂胶黏剂具有良好的流动性和润湿性，在竹青上的接触角为35～42°，竹 黄的接触角为30～43°，未加改性剂的酚醛树脂胶黏剂在竹青上的接触角为55°，竹黄接触角为50°， 接触角减小，说明改性胶黏剂在竹青竹黄的润湿性提高。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1
(1)反应釜中加入苯酚30g、40wt％氢氧化钠水溶液10g和水18g，在搅拌下均匀升温至45℃。
(2)缓慢加入总量90％的37wt％甲醛溶液36g，然后在50min内升温到90℃，保温反应20min。
(3)保温时间结束后，降温到45℃，加入剩余的37wt％甲醛溶液4g，升温到90℃保温反应30min。
(4)保温反应结束后，降低温度到75℃，加入羟甲基丙烯酰胺1g，甲基丙烯酸1g，烯丙基琥 珀酸烷基磺酸钠2g，同时通过注射泵，在1个小时内滴加完0.05g过硫酸钾(配制成浓度为1％溶液)， 继续于75℃下反应240min。
(7)保温结束后，冷却到35℃放料储存。
经测试，此改性酚醛树脂胶黏剂在竹青表面的接触角为42°，竹黄表面接触角为44°。
实施例2
(1)反应釜中加入苯酚30g、40wt％氢氧化钠水溶液10g和水18g，在搅拌下均匀升温至45℃。
(2)缓慢加入总量90％的37wt％甲醛溶液36g，然后在50min内升温到90℃，保温反应20min。
(3)保温时间结束后，降温到45℃，加入剩余的37wt％甲醛溶液4g，升温到90℃保温反应30min。
(4)保温反应结束后，降低温度到75℃，加入羟甲基丙烯酰胺1g，甲基丙烯酸1g，烯丙基琥 珀酸烷基磺酸钠5g，同时通过注射泵，在1个小时内滴加完0.05g过硫酸钾(配制成浓度为1％溶液)， 继续反应240min。
(7)保温结束后，冷却到35℃放料储存。
经测试，此改性酚醛树脂胶黏剂在竹青表面的接触角为39°，竹黄表面接触角为42°。
实施例3
(1)反应釜中加入苯酚30g、40wt％氢氧化钠水溶液10g和水18g，在搅拌下均匀升温至45℃。
(2)缓慢加入总量90％的37wt％甲醛溶液36g，然后在50min内升温到90℃，保温反应20min。
(3)保温时间结束后，降温到45℃，加入剩余的37wt％甲醛溶液4g，升温到90℃保温反应30min。
(4)保温反应结束后，降低温度到75℃，加入羟甲基丙烯酰胺2g，甲基丙烯酸2g，烯丙基琥 珀酸烷基磺酸钠10g，同时通过注射泵，在1个小时内滴加完0.10g过硫酸钾(配制成浓度为1％溶 液)，继续反应240min。
(7)保温结束后，冷却到35℃放料储存。
经测试，此改性酚醛树脂胶黏剂在竹青表面的接触角为35°，竹黄表面接触角为38°。
对比例
(1)反应釜中加入苯酚30g、40wt％氢氧化钠水溶液10g和水18g，在搅拌下均匀升温至45℃。
(2)缓慢加入总量90％的37wt％甲醛溶液36g，然后在50min内升温到90℃，保温反应20min。
(3)保温时间结束后，降温到45℃，加入剩余的37wt％甲醛溶液4g，升温到90℃保温反应60min。
(4)保温反应结束后，冷却到35℃放料储存。
经测试，此酚醛树脂胶黏剂在竹青表面的接触角为55°，竹黄表面接触角为50°。

Claims (3)

1.一种酚醛树脂胶黏剂，其特征在于，由如下质量份的原料制成：
37wt％甲醛水溶液140～180份、苯酚90～120份、40wt％氢氧化钠水溶液20～50份、羟甲基丙烯酰胺1～5份、甲基丙烯酸5～10份、烯丙基琥珀酸烷基磺酸钠5～10份、过硫酸钾0.01～0.1份、水50～80份。
2.如权利要求1所述酚醛树脂胶黏剂的合成方法，其特征在于，所述合成方法为：
按照配方，将苯酚、40wt％氢氧化钠水溶液和水混合，搅拌下升温至40～50℃，加入37wt％甲醛水溶液总量的80～90％，升温至90～95℃，保温反应20min，之后降温至40～50℃，加入剩余的37wt％甲醛水溶液，升温至90～95℃保温反应20～30min，之后降温至70～80℃，加入羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸和烯丙基琥珀酸烷基磺酸钠，同时添加过磷酸钾，继续于70～80℃下反应240min，之后冷却至室温，放料储存。
3.如权利要求2所述的合成方法，其特征在于，将过磷酸钾配制成1wt％水溶液，通过注射泵以滴加方式加入反应体系。
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