CN114085635A - 一种合成生物质酚醛胶的方法 - Google Patents

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施晓旦
孙海强
金霞朝
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    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09J161/00Adhesives based on condensation polymers of aldehydes or ketones; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J161/04Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C09J161/06Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Abstract

本发明公开了一种合成生物质酚醛胶的方法,涉及酚醛树脂胶黏剂合成领域,将原料分成3份准备预用:①苯酚、部分甲醛和部分催化剂;②剩余甲醛与催化剂;③造纸废弃物和去离子水;将反应器设定好反应器物料停留时间与温度,将①原料打入反应器得到反应液一;重新设置反应器物料停留时间与温度,将反应液一与原料②打入反应器得到反应液二;重新设置反应器的物料停留时间与温度,将反应液二与原料③打入反应器得到产品。本发明在反应环境中可使物料接触几率大大增加,使物料反应在较短的时间内反应完成,大大提高反应效率且产物的应用性能更好,甲醛释放量降低,安全稳定性好。

Description

一种合成生物质酚醛胶的方法
技术领域
本发明涉及酚醛树脂胶黏剂合成领域,尤其涉及一种合成生物质酚醛胶的方法。
背景技术
目前,我国酚醛树脂胶黏的生产能力、工艺水平和产品品质都取得了巨大的进步。目前,我国酚醛树脂年产量达111.90万吨,占全球酚醛树脂产量超过20%。2018年,我国酚醛树脂制品主要应用领域中,酚醛模塑料、木材加工和层压板、研磨和摩擦材料三大应用领域占消费总量的比例分别为22.50%、20.50%和20.00%。其中,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。在木材加工和层压板领域,使用量日益增加。
随着石油资源的日益短缺和石油基化工原料价格上涨,人造板用酚醛树脂胶黏剂的大规模生产和应用越来越受到限制。造纸废弃物主要来源于造纸厂制浆过程,其体量较大,较难处理,是目前造纸行业的一大难题。造纸废弃物成分多样复杂,其中包含许多含有苯环的大分子芳香族的化合物可在一定程度上进行酚醛胶改性,减少酚醛胶生产中苯酚与甲醛的用量,减少苯酚和甲醛的挥发量,降低游离醛含量,由于造纸废弃物属于大分子物质在板材热压中固化温度较低,可适量减低热压的温度。
微通道反应器有进料控制器、反应单元和加热系统组成,反应单元的液体容量是一定的可由若干个单元组成反应环境,微反应器通常含有小的通道尺寸和通道多样性,流体在这些通道中流动,并要求在这些通道中发生所要求的反应。进料控制器可以通过控制进料的速度,控制产品的反应时间,加热系统由油浴进行加热,反应可以进行若干次进料反应。合成酚醛树脂胶黏剂的原料按照配方提前混合好。
微通道反应器是一种连续的管道式反应器,由微加工技术制造的一种特征尺寸介于10~1000微米之间,把化学反应控制在微小空间的反应装置。相对于传统的批次反应工艺,微通道反应器具有高速混合、高效传热、窄的停留时间分布、重复性好、系统响应迅速、便于自动化控制、无明显放大效应以及高的安全性能等优势。
迄今为止,尚未见以微通道反应器连续化的的方式进行酚醛树脂胶黏剂合成方面的报道。微通道反应器对酚醛树脂合成有较多优点:1.反应时间短,进出料速度快,可在短时间内制作出样品;2.反应全程密闭,物料挥发少,气味小;3.连续进料的方式可使产品的稳定性得到保证,产品品质得到保障。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种合成生物质酚醛胶的方法。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种合成生物质酚醛胶的方法,其制备方法如下:
步骤一:将原料分成3份准备预用:①苯酚、部分甲醛和部分催化剂;②剩余甲醛与催化剂;③造纸废弃物和去离子水;
步骤二:将反应器设定好反应器物料停留时间与温度,将①原料打入反应器得到反应液一;
步骤三:重新设置反应器物料停留时间与温度,将反应液一与原料②打入反应器得到反应液二;
步骤四:重新设置反应器的物料停留时间与温度,将反应液二与原料③打入反应器得到产品。
优选地,所述步骤一中原料分配如下:①苯酚,甲醛50%-80%,催化剂 40%-70%;②剩余的甲醛与催化剂;③浓缩液和去离子水。
优选地,所述步骤二物料的停留时间为2-4min,反应温度80-90℃。
优选地,所述步骤三物料停留时间为1-3min,反应温度90-120℃。
优选地,所述步骤四物料停留时间为1-2min,反应温度80-100℃。
优选地,所述催化剂为碱性催化剂为氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化铜、氢氧化铁、氢氧化钠,氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、亚硫酸钠中的一种或几种。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1.反应时间短,进出料速度快,可在短时间内制作出样品;
2.反应全程密闭,物料挥发少,气味小,安全;
3.连续进料的方式可使产品的稳定性得到保证,产品品质得到保障。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
1)将原料分成3份准备预用:①苯酚90份、100份甲醛和48份32%碳酸钠溶液;②100份甲醛与72份催化剂;③120份制浆废液和10份去离子水。
2)将反应器设定好反应器物料停留时间为2min与反应温度80℃,将①原料混合均匀后打入反应器得到反应液一。
3)重新设置反应器物料停留时间为1min与反应温度90℃,将反应液一与混匀后的②原料打入反应器得到反应液二。
4)重新设置反应器的物料停留时间为1min与反应温度80℃,将反应液二与混匀后的③原料打入反应器得到产品。
应用指标检测汇总于下表
实施例2
1)将原料分成3份准备预用:①苯酚90份、120份甲醛和72份32%氢氧化钾溶液;②80份甲醛与48份催化剂;③120份造纸腐浆和10份去离子水。
2)将反应器设定好反应器物料停留时间为3min与反应温度85℃,将①原料混合均匀后打入反应器得到反应液一。
3)重新设置反应器物料停留时间为2min与反应温度100℃,将反应液一与混匀后的②原料打入反应器得到反应液二。
4)重新设置反应器的物料停留时间为1.5min与反应温度90℃,将反应液二与混匀后的③原料打入反应器得到产品。
应用指标检测汇总于下表
实施例3
1)将原料分成3份准备预用:①苯酚90份、160份甲醛和84份32%氢氧化钾;②40份甲醛与36份催化剂;③120份白泥和10份去离子水。
2)将反应器设定好反应器物料停留时间为4min与反应温度90℃,将①原料混合均匀后打入反应器得到反应液一。
3)重新设置反应器物料停留时间为3min与反应温度120℃,将反应液一与混匀后的②原料打入反应器得到反应液二。
4)重新设置反应器的物料停留时间为2min与反应温度100℃,将反应液二与混匀后的③原料打入反应器得到产品。
对比例1
1)将原料分成3份准备预用:①苯酚90份、100份甲醛和48份32%碳酸钠溶液;②100份甲醛与72份催化剂;③120份制浆废液和10份去离子水。
2)将反应器设定好反应器物料停留时间为8min,反应温度为80℃,将①原料混合均匀后打入反应器得到反应液一。
3)重新设置反应器物料停留时间为1min与反应温度90℃,将反应液一与混匀后的②原料打入反应器得到反应液二。
4)重新设置反应器的物料停留时间为1min与反应温度80℃,将反应液二与混匀后的③原料打入反应器得到产品。
对比例1
按照国标GB/T 17657-2013测试上述方法制得板材的胶合强度和甲醛释放量,结果见表1。
强度检测:该国标中测试胶合强度4.17.5.2.3,测试样品大小10*2.5cm,开槽按照标准进行,两种方法均可;甲醛释放量检测:(干燥器法)测试样品大小为15*5cm
编号 胶合强度/MPa 甲醛释放量(mg/L)
实施例1 1.31 0.02
实施例2 1.21 0.02
实施例3 1.23 0.03
对比例1 1.20 0.15
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 (6)

1.一种合成生物质酚醛胶的方法,其特征在于:其制备方法如下:
步骤一:将原料分成3份准备预用:①苯酚、部分甲醛和部分催化剂;②剩余甲醛与催化剂;③造纸废弃物和去离子水;
步骤二:将反应器设定好反应器物料停留时间与温度,将①原料打入反应器得到反应液一;
步骤三:重新设置反应器物料停留时间与温度,将反应液一与原料②打入反应器得到反应液二;
步骤四:重新设置反应器的物料停留时间与温度,将反应液二与原料③打入反应器得到产品。
2.根据权利要求1所述一种合成生物质酚醛胶的方法,其特征在于:所述步骤一中原料分配如下:①苯酚,甲醛50%-80%,催化剂40%-70%;②剩余的甲醛与催化剂;③浓缩液和去离子水。
3.根据权利要求1所述一种合成生物质酚醛胶的方法,其特征在于:所述步骤二物料的停留时间为2-4min,反应温度80-90℃。
4.根据权利要求1所述一种合成生物质酚醛胶的方法,其特征在于:所述步骤三物料停留时间为1-3min,反应温度90-120℃。
5.根据权利要求1所述一种合成生物质酚醛胶的方法,其特征在于:所述步骤四物料停留时间为1-2min,反应温度80-100℃。
6.根据权利要求1所述一种合成生物质酚醛胶的方法,其特征在于:所述催化剂为碱性催化剂为氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化铜、氢氧化铁、氢氧化钠,氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、亚硫酸钠中的一种或几种。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110564346A (zh) * 2019-09-20 2019-12-13 上海昶法新材料有限公司 一种改性酚醛胶及其制备方法
CN111073560A (zh) * 2019-12-27 2020-04-28 上海昶法新材料有限公司 一种改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法

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