KR20210096165A - 수성 매질 중의 리그닌 용액 제조 공정 - Google Patents

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아샤르 자파르
제스페르 에크스트롬
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스토라 엔소 오와이제이
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Abstract

본 발명은 리그닌의 부분적 메틸올화가 알칼리 및 페놀을 포함하는 수성 매질 중의 리그닌의 용액 제조 단계 동안 수행되는 리그닌 용해 공정에 관한 것이다.
본 발명의 공정에 따라 제조된 리그닌은 적층물 제조에서 특히 유용한 리그닌 기반 페놀 수지의 제조에 사용될 수 있다.

Description

수성 매질 중의 리그닌 용액 제조 공정
본 발명은 리그닌의 부분적 메틸올화가 알칼리 및 페놀을 포함하는 수성 매질 중의 리그닌의 용액 제조 단계 동안 수행되는 리그닌 용해 공정에 관한 것이다.
본 발명의 공정에 따라 제조된 리그닌은 예를 들어 적층물, 합판, 적층 베니어 목재, 배향 스트랜드 보드 제조에서 특히 유용한 리그닌 기반 페놀 수지의 제조에 사용될 수 있다.
방향족 고분자인 리그닌은 예를 들어 목재의 주요 구성성분으로, 셀룰로스에 이어서 지구상에서 두 번째로 가장 풍부한 탄소원이다. 최근 몇 년간, 펄프 제조 공정으로부터 고도로 정제된 고체의 특화된 형태로 리그닌을 추출하는 기술의 개발 및 상용화로써, 현재 석유화학 산업으로부터 공급되는 주로 방향족인 화학 전구체의 가능한 재생가능 대체물로서 상당한 주목을 받고 있다.
다중방향족 네트워크인 리그닌은 페놀-포름알데하이드 접착제의 제조 동안 페놀의 적합한 대체물로서 광범위하게 조사되었다. 이들은 합판, 배향 스트랜드 보드 및 섬유판과 같은 구조용 목재 제품의 제조 동안 사용된다. 그러한 접착제의 합성 동안, 리그닌에 의해 부분적으로 대체된 페놀은 염기성 또는 산성 촉매의 존재에서 포름알데하이드와 반응하여 (산성 촉매 사용 시) 노볼락 또는 (염기성 촉매 사용 시) 레졸로 명명된 고도로 가교 결합된 방향족 수지를 형성한다. 현재, 리그닌의 더 낮은 반응성으로 인해 제한된 양의 페놀만이 리그닌에 의해 대체될 수 있다.
리그닌은 수지 배합에 혼입되는 시점에 분말로서 사용될 수 있다. 리그닌은 또한 리그닌 분진을 피하기 위해 알칼리 용액 중의 "액체 형태"로 사용될 수 있다. 분말 리그닌의 수분 함량이 상대적으로 낮은 경우 (0-5%), 먼지가 많고 호흡기 위험을 유발할 수 있다. 고체의 수분 함량이 상대적으로 높은 경우 (8-50%), 끈적거리거나 덩어리질 수 있고 신뢰할 수 있고 정량적인 방식으로 전달하기 어려울 수 있다.
리그닌을 포함하는 수지 제조 시의 한 가지 문제는 적합한 액체 매질에 적절하게 용해시켜 리그닌의 고유한 반응성이 완전히 활용되도록 하는 것이다.
US4113675는 높은 습윤 강도 접착제로서 사용하기 위한 고도로 가교 결합 가능한 메틸올화 크래프트 리그닌 수지에 관한 것이다.
Malutan et al. (2008), BioResources 3(1), 13-20은 리그닌의 하이드록시메틸화에 관한 것이며 리그닌을 완전히 메틸올화하여 리그닌의 반응성을 향상시키기 위한 반응 조건을 결정하는 것을 목표로 한다.
특히 수지의 제조를 위해 수성 매질 중의 리그닌 용액을 제조하는 공정을 용이하게 할 필요가 있다.
발명의 요약
놀랍게도 리그닌의 용해도가 페놀을 포함하는 수성 매질 중의 리그닌의 용액 제조 단계 동안 부분적 메틸올화에 의해 증가될 수 있음이 밝혀졌다.
따라서 본 발명은 다음 단계를 포함하는, 수성 매질에 리그닌을 용해시키는 방법에 관한 것이고
a) 수성 매질에서 리그닌, 알칼리, 페놀 및 포름알데하이드를 혼합하는 단계;
b) 수성 매질 중의 리그닌 용액이 수득될 때까지 혼합하는 단계;
포름알데하이드와 페놀 및 리그닌 단량체의 총량 사이의 몰비가 0.4 이하임을 특징으로 한다.
바람직하게는, 수성 매질에 리그닌을 용해시키는 방법은 다음 단계를 포함하고
a) 수성 매질에서 리그닌, 알칼리, 페놀 및 포름알데하이드를 혼합하는 단계;
b) 수성 매질 중의 리그닌 용액이 수득될 때까지 혼합하는 단계;
포름알데하이드와 페놀 및 리그닌 단량체의 총량 사이의 몰비가 0.2 이하임을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 수성 매질에 리그닌을 용해시키는 방법은 다음 단계를 포함하고
a) 수성 매질에서 리그닌, 알칼리, 페놀 및 포름알데하이드를 혼합하는 단계;
b) 수성 매질 중의 리그닌 용액이 수득될 때까지 혼합하는 단계;
포름알데하이드와 페놀 및 리그닌 단량체의 총량 사이의 몰비가 0.1 이하이고 리그닌이 단계 a) 전에 분리 및/또는 정제됨을 특징으로 한다.
가장 바람직하게는, 리그닌은 단계 a) 전에 흑액으로부터 분리되었고 선택적으로 정제되었다.
본 발명은 또한 다음 단계를 포함하는 수지 제조 방법에 관한 것이고
a) 수성 매질에서 리그닌, 알칼리, 페놀 및 포름알데하이드를 혼합하는 단계;
b) 수성 매질 중의 리그닌 용액이 수득될 때까지 혼합하는 단계;
c) 단계 b)에서 수득된 혼합물을 30℃ 내지 95℃ 범위의 온도에서 유지시키는 단계; 및
d) 추가의 포름알데하이드 및 페놀을 첨가하고 혼합물을 30℃ 내지 95℃의 온도에서 30 분 이상 동안 유지시키는 단계.
단계 a)에서 포름알데하이드와 페놀 및 리그닌 단량체의 총량 사이의 몰비가 0.4 이하임을 특징으로 한다.
따라서 본 발명은 또한 수지 및 적층물, 합판, 배향 스트랜드 보드(oriented strand board, OSB), 적층 베니어 목재(laminated veneer lumber, LVL), 절연물 및 기타 공학 목재 제품의 제조에서 상기 수지의 용도에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 수지를 사용하여 제조된 그러한 적층물 및 공학 목재 제품에 관한 것이다.
본 발명은 또한 다음 단계를 포함하는 수성 매질 중의 리그닌 용해도를 증가시키는 방법에 관한 것이고
a) 수성 매질에서 리그닌, 알칼리, 페놀 및 포름알데하이드를 혼합하는 단계;
b) 수성 매질 중의 리그닌 용액이 수득될 때까지 혼합하는 단계;
포름알데하이드와 리그닌 단량체 사이의 몰비가 0.4 이하임을 특징으로 한다.
상세한 설명
본 명세서 전반에 걸쳐 표현 "리그닌"은 임의의 종류의 리그닌, 예를 들어 경목, 연목 또는 환형 식물로부터 유래한 리그닌을 포함하는 것으로 의도된다. 바람직하게는 리그닌은 예를 들어 크래프트 공정에서 생성된 알칼리성 리그닌이다. 바람직하게는, 리그닌은 본 발명에 따른 공정에서 사용되기 전에 정제 또는 분리된다. 리그닌은 본 발명에 따른 공정에서 사용되기 전에 흑액으로부터 분리되고 선택적으로 추가로 정제될 수 있다. 정제는 전형적으로 리그닌의 순도가 건조 중량으로 90% 이상, 바람직하게는 95% 이상, 더욱 바람직하게는 97% 이상이 되도록 한다. 따라서, 본 발명의 방법에 따라 사용된 리그닌은 바람직하게는 건조 중량으로 10% 미만, 바람직하게는 5%, 더욱 바람직하게는 3% 미만 불순물을 포함한다. 리그닌은 WO2006031175에 개시된 공정을 사용하여 흑액으로부터 분리될 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에서, 알칼리의 양은 수성 매질이 1-30 wt% 알칼리, 예컨대 1-20 wt% 알칼리, 예컨대 1-15 wt% 알칼리를 포함하도록 수성 매질에 첨가된다. 본 발명의 한 실시양태에서 수성 매질의 pH는 pH 7 이상, 예컨대 pH 8 이상, 예컨대 pH 10 이상 또는 12 이상 또는 pH 13 이상이다.
알칼리는 바람직하게는 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 수산화 칼슘, 수산화 마그네슘 또는 이들의 혼합이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 단계 a)에서 포름알데하이드와 페놀 및 리그닌 단량체의 총량 사이의 몰비는 0.4 이하, 예컨대 0.35 이하 또는 0.30 이하 또는 0.25 이하 또는 0.20 또는 0.15 또는 0.10 또는 0.08 또는 0.06 이하이다. 본 발명의 한 실시양태에서 단계 a)에서 포름알데하이드와 페놀 및 리그닌 단량체의 총량 사이의 비율은 0.01 이상, 예컨대 0.02 이상 또는 0.05 이상이다. 포름알데하이드와 페놀 및 리그닌 단량체의 총량 사이의 몰비는 190 g/mol의 평균 리그닌 단량체 분자량을 기준으로 계산된다. 리그닌 중의 페닐프로판 유닛(C9)의 분자 질량은 190 g/mol인 것으로 간주되었다.
전술한 공정의 단계 c) 기간은 전형적으로 5 분 이상, 예컨대 15 분 이상 또는 30 분 이상이다. 단계 c)에서 사용된 온도는 30-95℃, 예컨대 40-80℃ 범위이다.
단계 a)에서 리그닌, 알칼리, 페놀 및 포름알데하이드의 혼합은 임의의 순서로 수행될 수 있다. 예를 들어 각 성분이 연속으로 또는 다른 성분 중 하나 또는 둘과 동시에 첨가될 수 있다. 한 구체예에서, 성분은 각 성분의 총량의 일부가 첨가되고 각 성분의 하나 이상의 추가 양이 후속적으로 첨가되는 방식으로 첨가된다. 한 실시양태에서, 알칼리는 마지막에, 즉 리그닌, 페놀 및 포름알데하이드의 첨가 후에 첨가된다.
단계 b)에서 용액이 5-50 wt%, 예컨대 5-40 wt% 리그닌을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 한 실시양태에서, 단계 b)의 혼합은 실온, 예컨대 15℃ 내지 25℃의 온도에서 수행된다. 본 발명의 한 실시양태에서, 단계 b)의 혼합은 상승된 온도, 예컨대 25℃ 내지 95℃, 예컨대 30℃ 내지 80℃ 또는 50℃ 내지 95℃에서 수행된다.
본 발명은 또한 수지 조성물에 관한 것이다. 수지 조성물은 바람직하게는 리그닌-페놀-포름알데하이드 수지이다. 상기 수지 조성물은 추가의 포름알데하이드 및 선택적으로 추가의 페놀을 상기 기재된 용액에 첨가하고 상기 혼합물을 가열함으로써 제조될 수 있다. 추가의 포름알데하이드 및 선택적으로 추가의 페놀을 첨가할 때의 온도는 전형적으로 40℃ 내지 60℃ 범위, 예컨대 약 50℃이다. 전형적으로, 리그닌의 총량은 대략 페놀의 양의 20% 내지 페놀의 양과 동일한 양이지만, 어떤 유형의 수지 조성물이 바람직한지에 따라 더 많거나 더 적은 페놀이 첨가될 수 있음이 이해된다. 단계 d)에 기재된 가열은 전형적으로 70-85℃의 온도에서 30 분 이상 동안, 전형적으로 4-8 시간 동안 수행된다. 전형적으로, 점도가 단계 d)에서 가열 동안 증가한다. 선택적으로, 요소가 또한 수지 조성물에 첨가될 수 있다. 요소의 양은 바람직하게는 수지의 1-30 중량-%이다.
획득된 수지는 예를 들어 적층물의 제조에서 유용하다. 이후 수지는 적층물을 형성해야 하는 시트에 함침 및/또는 사이에 도포되고 상기 시트는 함께 가압되고 약 130-150 ℃의 온도에서 가열된다.
다음을 포함하여, 상기 기재한 공정의 여러 장점이 존재한다:
·증가된 수성 매질 중의 리그닌의 용해도
·본 발명에 따른 공정을 거친 리그닌을 사용하여 획득된 수지의 더 짧은 겔화 시간 / B 시간.
본 발명은 또한 공학 목재 제품, 예컨대 합판, 파티클 보드, 웨이퍼 보드, 글루램 빔, 구조용 복합재 목재, 배향 스트랜드 보드(OSB), 배향 스트랜드 목재(OSL), 적층 베니어 목재(LVL) 및 기타 응용분야, 예컨대 적층물, 절연물 및 몰딩 컴파운드에서 수지 조성물의 용도에 관한 것이다.
실시예
실시예 1:
리그닌 기반 페놀 수지는 적층물 적용을 위해 25%의 대체 수준으로 리그닌으로 페놀을 대체하여 제조되었다.
오버헤드 교반기, 응축기 및 온도 제어 유닛이 구비된 1 리터 유리 반응기에서 실온에서 129.3 g의 크래프트 리그닌 (고체 함량 97%), 380 g의 페놀, 31.5 g의 포르말린 (52.5%), 130 g의 물 및 42.7 g의 50% 수산화 나트륨 용액을 혼합하여 액체 리그닌 조성물을 제조했다. 조성물을 10 분 동안 교반했다. 혼합물의 온도를 70 ℃로 증가시키고 반응 혼합물을 1 시간 동안 교반하고 리그닌 용액의 온도를 49℃까지 감소시켰다.
다음 단계에서, 372.5 g의 포르말린(농도 52.5%) 및 44.8 g의 물을 반응 혼합물에 첨가했다. 반응 혼합물의 온도를 85 ℃까지 증가시키고 반응을 30 분 동안 지속했다. 온도를 75℃까지 낮추고 실온으로 냉각하기 전에 반응을 추가 20 분 동안 지속했다. 반응은 Brookfield DV-II + LV 점도계를 사용하여 25 ℃에서 점도를 측정하여 모니터링되었다.
수지를 분석했고 분석 결과는 표 1에 주어진다.
수지 특성
25℃에서의 점도 (cP) 113
S.C (%) 57.7
23 ℃에서의 pH 9.0
B 시간 (분)
@130℃		 5 분 44 초
본 발명의 상기 상세한 설명을 고려하여, 다른 수정 및 변경이 당업자에게 명백할 것이다. 그러나, 그러한 다른 수정 및 변경은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고서도 이루어질 수 있음이 명백해야 한다.

Claims (15)

  1. 다음 단계를 포함하는, 리그닌을 수성 매질에 용해시키는 방법
    a) 수성 매질에서 리그닌, 알칼리, 페놀 및 포름알데하이드를 혼합하는 단계;
    b) 수성 매질 중의 리그닌 용액이 수득될 때까지 혼합하는 단계;
    포름알데하이드와 페놀 및 리그닌 단량체의 총량 사이의 몰비는 0.4 이하임을 특징으로 함.
  2. 제1항에 있어서, 포름알데하이드와 페놀 및 리그닌 단량체의 총량 사이의 몰비는 0.01 내지 0.3 범위인 방법.
  3. 제2항에 있어서, 포름알데하이드와 페놀 및 리그닌 단량체의 총량 사이의 몰비는 0.01 내지 0.2 범위인 방법.
  4. 제3항에 있어서, 포름알데하이드와 페놀 및 리그닌 단량체의 총량 사이의 몰비는 0.01 내지 0.1 범위인 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 리그닌은 단계 a) 전에 분리 및/또는 정제되는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 리그닌은 단계 a) 전에 흑액으로부터 분리되고 선택적으로 정제되는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 알칼리는 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 수산화 칼슘, 수산화 마그네슘 또는 이들의 혼합인 방법.
  8. 다음 단계를 포함하는 수지 제조 방법
    a) 수성 매질에서 리그닌, 알칼리, 페놀 및 포름알데하이드를 혼합하는 단계;
    b) 수성 매질 중의 리그닌 용액이 수득될 때까지 혼합하는 단계;
    c) 단계 b)에서 수득된 혼합물을 30℃ 내지 95℃ 범위의 온도에서 유지시키는 단계; 및
    d) 추가의 포름알데하이드 및 선택적으로 추가의 페놀을 첨가하는 단계 및
    혼합물을 30℃ 내지 95℃의 온도에서 30 분 이상 동안 유지시키는 단계;
    단계 a)에서 포름알데하이드와 페놀 및 리그닌 단량체의 총량 사이의 몰비가 0.4 이하임을 특징으로 함.
  9. 제8항에 있어서, 단계 a)에서 포름알데하이드와 페놀 및 리그닌 단량체의 총량 사이의 비율은 0.01 내지 0.3인 방법.
  10. 제9항에 있어서, 단계 a)에서 포름알데하이드와 페놀 및 리그닌 단량체의 총량 사이의 비율은 0.01 내지 0.2인 방법.
  11. 다음 단계를 포함하는, 수성 매질 중의 리그닌 용해도를 증가시키는 방법
    a) 수성 매질에서 리그닌, 알칼리, 페놀 및 포름알데하이드를 혼합하는 단계;
    b) 수성 매질 중의 리그닌 용액이 수득될 때까지 혼합하는 단계;
    포름알데하이드와 페놀 및 리그닌 단량체의 총량 사이의 몰비는 0.4 이하임을 특징으로 함.
  12. 제11항에 있어서, 포름알데하이드와 페놀 및 리그닌 단량체의 총량 사이의 비율은 0.01 내지 0.3 범위인 방법.
  13. 제12항에 있어서, 포름알데하이드와 페놀 및 리그닌 단량체의 총량 사이의 비율은 0.01 내지 0.2 범위인 방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항의 방법에 의해 수득 가능한 수지.
  15. 제14항에 따른 수지를 사용하여 제조된 적층물, 공학 목재 제품 또는 절연 제품.
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CN114561189B (zh) * 2022-03-23 2023-06-02 南京工业大学 一种木质素酚醛树脂抑尘剂及其制备方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994024192A1 (en) * 1993-04-09 1994-10-27 Alcell Technologies Inc. Lignin-based formulations for wood composites
CN101348698B (zh) * 2008-09-12 2011-08-31 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 木材工业用碱木质素-酚醛复合胶粘剂的制备方法
CN101492522B (zh) * 2009-02-27 2010-09-01 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 碱木质素改性酚醛树脂的制备方法
CN102061141B (zh) * 2009-11-11 2013-10-16 青岛生物能源与过程研究所 木质素基木材用环保胶粘剂的制备方法
CN101942068B (zh) * 2010-08-27 2012-09-05 安徽格义清洁能源技术有限公司 一种木质素酚醛树脂的制备方法
CA2831819C (en) * 2011-02-11 2015-07-14 Fpinnovations Phenol-formaldehyde and lignin-phenol-formaldehyde adhesive polymers with carbon black, and method of making same
CN102848443B (zh) * 2012-03-20 2014-10-22 浙江安吉双虎竹木业有限公司 一种竹横梁制备方法及由此方法制备的竹横梁
CN103555237B (zh) * 2013-10-24 2015-04-15 嘉善中林胶粘剂科技有限公司 生物质木材用环保胶黏剂的制备方法
FI126737B (en) * 2013-11-26 2017-04-28 Upm Kymmene Corp Process for treating lignin and preparing a binder composition
FI126195B (en) * 2014-01-28 2016-08-15 Upm Kymmene Corp Fiber-based product
CN104087219A (zh) * 2014-06-09 2014-10-08 德华兔宝宝装饰新材股份有限公司 一种木质素改性酚醛树脂木材胶粘剂的制备方法

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