RU2423390C2 - Способ получения лигнофенолоформальдегидной смолы - Google Patents
Способ получения лигнофенолоформальдегидной смолы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2423390C2 RU2423390C2 RU2009129419/04A RU2009129419A RU2423390C2 RU 2423390 C2 RU2423390 C2 RU 2423390C2 RU 2009129419/04 A RU2009129419/04 A RU 2009129419/04A RU 2009129419 A RU2009129419 A RU 2009129419A RU 2423390 C2 RU2423390 C2 RU 2423390C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phenol
- resin
- formaldehyde
- lignin
- wood
- Prior art date
Links
Landscapes
- Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
- Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения лигнофенолоформальдегидной смолы, используемой в качестве клеевого компонента в производстве древесных композиционных материалов. Способ заключается в конденсации фенола, формальдегида и лигнинсодержащего компонента при нагревании в присутствии гидроксида натрия в качестве щелочного катализатора. В качестве лигнинсодержащего компонента используют древесную смолу, являющуюся промышленным отходом производства дегидрокверцетина методом экстракции ацетоном из древесины лиственницы, состоящую в основном из смоляных кислот, терпенов и деструктированных молекул лигнина. Конденсацию проводят при массовом соотношении:
Техническая задача - расширение сырьевой базы для синтеза фенолоформальдегидных смол, снижение стоимости получаемого продукта. 2 табл.
Description
Изобретение относится к химии полимеров, а именно к способу получения модифицированной фенолоформальдегидной смолы резольного типа, используемой в качестве клеевого компонента в производстве древесных композиционных материалов.
Известны способы синтеза лигнофенолоформальдегидных смол (ЛФФС), в которых в качестве лигнинсодержащего вещества используются лигносульфонаты [1], щелочной сульфатный лигнин [2], черный сульфатный щелок [3].
Недостатком известных способов является необходимость выделения лигнина из промышленного отхода, его токсичность (черный щелок), низкое содержание сухих веществ (щелок, лигносульфонаты), пониженная водостойкость склеенных материалов (лигносульфонаты), неполная растворимость в щелочах.
Техническая задача - расширение сырьевой базы для синтеза фенолоформальдегидных смол, снижение стоимости получаемого продукта.
Задача изобретения достигается тем, что проводят конденсацию фенола, формальдегида и лигнинсодержащего компонента при нагревании в присутствии гидроксида натрия 45%-ного водного раствора в качестве щелочного катализатора. В качестве лигнинсодержащего компонента используют древесную смолу, являющуюся промышленным отходом производства дигидрокверцетина методом экстракции ацетоном из древесины лиственницы, состоящую в основном из смоляных кислот, терпенов и деструктированных молекул лигнина. Суммарная доля атомов углерода макромолекулы лигнина в древесной смоле составляет 54,4%, доля атомов углерода нелигнинных соединений - 45,6%; элементный состав: С - 55,82, Н - 5,18, О - 38,99 мас.%, содержание функциональных групп: С=O - 2,34, С(O)Н - 7,41, С(O)ОН - 20,08, ОСН3 - 7,64 мас.%. Отход представляет собой пластичную массу темно-коричневого цвета, сформированную в плотные комки, имеющую характерный запах летучих смолистых веществ растительного происхождения. При растирании и высушивании принимает вид рыхлой, легкой массы. Древесная смола нерастворима в воде, хорошо растворима в щелочах (растворимость в 1 н. растворе NaOH около 98,9%), содержит 0,03-0,13% минеральных веществ, 1 г вещества в 100 см3 дистиллированной воды имеет рН 4,6. Конденсацию смолы проводят при массовом соотношении фенол: древесная смола (содержание сухих веществ, полученных путем высушивания пробы при 105°С в течение 2 ч составляет 81,1%):гидроксид натрия 45%-ный раствор:вода:формальдегид (37%-ный раствор формалина) равном 1:0,31-0,82:0,82-1,13:1,03-1,31:2,30-2,80. Синтез проводят с введением древесной смолы на первой стадии с дополнительным количеством NaOH.
Пример 1. Способ получения ЛФФС с 20%-ной заменой фенола в синтезе на древесную смолу (ЛФФС-20ДрС). В реактор, снабженный мешалкой, термометром и обратным холодильником, загружают, мас.ч.: фенол 80,0, воду 82,0 и 45%-ный раствор NaOH 65,3. Перемешивая, разогревают до 40-45°С и в образовавшийся фенолят натрия порциями вносят 24,7 измельченного древесной смолы (влажность 18,9%). Перемешивают 15 мин до полного растворения компонентов и при температуре 40-42°С из капающей воронки вносят первую 165,5 порцию формалина (88,9 мас.% от общего количества). Смесь разогревают и выдерживают при 80-85°С 45 мин, затем в течение 5 мин доводят до кипения и кипятят 15 мин. Снижают температуру смеси до 80°С, вносят вторую 18,2 порцию формалина, поднимают температуру до 85-90°С и выдерживают (не менее 15 мин) до достижения необходимой вязкости. Полученную смолу в течение 1 часа охлаждают до 20°С и сливают в приемник.
Массовое соотношение исходных компонентов фенол:древесная смола:гидроксид натрия 45%-ный водный раствор:вода:формальдегид (37%-ный раствор формалина) равно 1:0,31:0,82:1,03:2,30.
По внешнему виду полученная смола - однородная непрозрачная жидкость красно-черного цвета, без заметных механических примесей.
Пример 2. Синтез ЛФФС-ЗОДрС (30%-ная замена фенола) проводят по аналогии с примером 1 при массовом соотношении фенол:древесная смола:гидроксид натрия 45%-ный раствор:вода:формальдегид (37%-ный раствор формалина) равном 1:0,53:0,95:1,02:2,62. Стадия кипения 30 мин, выдерживаем при 85-90°С в течение 40 мин.
Пример 3. Синтез ЛФФС-40ДрС проводят по аналогии с примером 1 при массовом соотношении фенол:древесная смола:гидроксид натрия 45%-ный раствор:вода:формальдегид (37%-ный раствор формалина) равном 1:0,82:1,13:1,31:2,80. Стадия кипения 30 мин, выдержка при 85-90°С 30 мин.
Пример 4. Синтез ЛФФС-50ДрС проводят по аналогии с примером 1 при массовом соотношении фенол: древесная смола:гидроксид натрия 45%-ный раствор:вода:формальдегид (37%-ный раствор формалина) равном 1:1,23:1,68:1,57:3,67. Стадия кипения 30 мин при 85-90°С 20 мин. В готовой ЛФФС присутствует небольшая неоднородность, вызванная нерастворимыми в щелочи смолистыми веществами.
Характеристики смол приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||
| Характеристики лигнофенолоформальдегидных смол | ||||
| Марка смолы | Вязкость условная, по ВЗ-4, с [4] | Массовая доля щелочи, % [4] | Массовая доля свободного фенола, % [4] | Массовая доля свободногоформальдегида, % [5] |
| ЛФФС-20ДрС | 44 | 5,46 | 0,15 | 0,00 |
| ЛФФС-30ДрС | 33 | 4,97 | 0,04 | 0,00 |
| ЛФФС-40ДрС | 35 | 4,73 | 0,02 | 0,00 |
| ЛФФС-50ДрС | 40 | 4,61 | 0,05 | 0,00 |
| СФЖ-3013 ГОСТ 20907-75 [4] | 40-130 | 4,5-5,5 | не более 0,18 | не более 0,18 |
Полученную смолу используют в качестве клея при проклейке фанеры. Для проклейки используют сосновый шпон. Клей наносят на шпон в количестве 130 г/м2. Фанеру склеивали при следующих условиях:
| Температура плит пресса, °С | 120 |
| Число листов 2 мм шпона в пакете | 5 |
| Время прессования, мин | 7,5 |
| Удельное давление, кг/см2 | 30 |
Результаты испытания смол приведены в таблице 2.
| Таблица 2 | |
| Результаты испытаний клеящей способности ЛФФС | |
| Марка смолы | Предел прочности при скалывании по клеевому слою фанеры после кипячения в воде в течение 1 ч [6,7], Н/мм2 |
| ЛФФС-20ДрС | 1,50 |
| ЛФФС-30ДрС | 1,13 |
| ЛФФС-40ДрС | 1,79 |
| ЛФФС-50ДрС | 0,92 |
| ГОСТ 3916.2-96 [8] | 1,00 |
Применение предлагаемого способа по сравнению с [2] позволяет устранить стадию выделения лигнина из лигнинсодержащего отхода. Смолы, полученные с заменой фенола в синтезе до 40% на древесную смолу, соответствуют требованиям ГОСТа по клеящей способности и показателям токсичности.
Источники информации
1. Эльберт А.А., Коврижных Л.П., Рошмаков Б.В. Способ получения древесно-стружечных плит: а.с. 1237433 СССР; опубл. 15.06.86, бюл. №22.
2. Соколова А.А., Жданова Р.С. Способ получения феноллигнинформальдегидной смолы: а.с. 496290 СССР; опубл. 25.12.75, бюл. №47.
3. Мартыненко О.П., Краснятов Н.П., Синегибская А.Д. и др. Способ получения модифицированной фенолформальдегидной смолы: а.с.1249028 СССР; опубл. 07.08.86, бюл. №29.
4. ГОСТ 20907-75. Смолы фенолоформальдегидные жидкие. Технические условия. М.: Госстандарт СССР: Изд-во стандартов, 1987. 28 с.
5. ГОСТ 16704-71. Смолы фенолоформальдегидные. Методы определения свободного формальдегида. М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1992. 4 с.
6. ГОСТ 9624-93. Древесина слоистая клееная. Метод определения предела прочности при скалывании. Мн.: Межгосударственный совет по метрологии и сертификации, 1995.
7. Европейский стандарт EN 314-1:1993 Фанера. Качество склейки. Часть 1. Методики определения. М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1993. 4 с.
8. ГОСТ 3916.2-96. Фанера общего назначения с наружными слоями из шпона хвойных пород. Технические условия. М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2003. 17 с.
Claims (1)
- Способ получения лигнофенолоформальдегидной смолы, заключающийся в конденсации фенола, формальдегида и лигнинсодержащего компонента при нагревании в присутствии гидроксида натрия в качестве щелочного катализатора, отличающийся тем, что в качестве лигнинсодержащего компонента используют древесную смолу, являющуюся промышленным отходом производства дегидрокверцетина методом экстракции ацетоном из древесины лиственницы, состоящую в основном из смоляных кислот, терпенов и деструктированных молекул лигнина, и конденсацию проводят при массовом соотношении:
фенол 1 древесная смола (сухих веществ 81,1%) 0,31-0,82 гидроксид натрия 45%-ный водный раствор 0,82-1,13 вода 1,03-1,31 формальдегид (37%-ный раствор формалина) 2,30-2,80
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009129419/04A RU2423390C2 (ru) | 2009-07-30 | 2009-07-30 | Способ получения лигнофенолоформальдегидной смолы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009129419/04A RU2423390C2 (ru) | 2009-07-30 | 2009-07-30 | Способ получения лигнофенолоформальдегидной смолы |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009129419A RU2009129419A (ru) | 2011-02-10 |
| RU2423390C2 true RU2423390C2 (ru) | 2011-07-10 |
Family
ID=44740497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009129419/04A RU2423390C2 (ru) | 2009-07-30 | 2009-07-30 | Способ получения лигнофенолоформальдегидной смолы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2423390C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10293516B2 (en) | 2014-01-28 | 2019-05-21 | Upm-Kymmene Corporation | Fiber based product |
| RU2812555C1 (ru) * | 2023-04-18 | 2024-01-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" | Способ получения лигнофенолформальдегидной смолы |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013008687A1 (de) | 2013-05-22 | 2014-11-27 | Stefan Martin Hanstein | Herstellung von wässrigen Reaktionslösungen auf der Basis von pflanzlichen Hydroxyzimtsäuren (Phenolsäuren/Phenylpropanoide/Phenylpropene) und Lignin für die Beschichtung von Düngergranulaten. Im Besonderen: Herstellung von entsprechenden Reaktionslösunge |
| SE539761C2 (en) | 2016-03-21 | 2017-11-21 | Stora Enso Oyj | Liquid lignin composition, lignin-based resin, and method of increasing the solubility of equation |
| CN115536793A (zh) * | 2021-06-29 | 2022-12-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种木质素基酚醛树脂胶黏剂及其合成方法 |
-
2009
- 2009-07-30 RU RU2009129419/04A patent/RU2423390C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10293516B2 (en) | 2014-01-28 | 2019-05-21 | Upm-Kymmene Corporation | Fiber based product |
| EP3099458B1 (en) * | 2014-01-28 | 2019-10-09 | UPM-Kymmene Corporation | A fiber based product |
| EP3626419A1 (en) * | 2014-01-28 | 2020-03-25 | UPM-Kymmene Corporation | A fiber based product |
| US10814521B2 (en) | 2014-01-28 | 2020-10-27 | Upm-Kymmene Corporation | Fiber based product |
| RU2820232C1 (ru) * | 2020-06-10 | 2024-05-31 | Бореалис Аг | Стабильная лигнино-фенольная смесь для использования в фенолоформальдегидных смолах, модифицированных лигнином |
| RU2812555C1 (ru) * | 2023-04-18 | 2024-01-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" | Способ получения лигнофенолформальдегидной смолы |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009129419A (ru) | 2011-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11891410B2 (en) | Method for treating lignin and for producing a binder composition | |
| Hussin et al. | Development and characterization novel bio-adhesive for wood using kenaf core (Hibiscus cannabinus) lignin and glyoxal | |
| US20190185608A1 (en) | Method for increasing the reactivity of lignin | |
| ES2962503T3 (es) | Método para tratar lignina y para producir una composición aglutinante | |
| US10160823B2 (en) | Phenolic resin obtained by polycondensation of formaldehyde, phenol and lignin | |
| EP2758457B1 (en) | A method for increasing the reactivity of lignin | |
| EP2922885B1 (de) | Verfahren zur herstellung von phenol-formaldehyd-harz-analogen polymeren | |
| CA3100830A1 (en) | Process for preparing a bonding resin | |
| RU2423390C2 (ru) | Способ получения лигнофенолоформальдегидной смолы | |
| Tahir et al. | Tannin-based bioresin as adhesives | |
| US9982004B2 (en) | Method for recovering low molecular weight lignin from a filtrate | |
| RU2310669C1 (ru) | Способ изготовления древесного композиционного материала | |
| DE4030718A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines bindemittels auf ligninbasis | |
| CN114008168A (zh) | 制备粘合树脂的方法 | |
| CN102994028A (zh) | 一种酚醛树脂胶合板胶粘剂 | |
| Santana et al. | Utilization of black wattle bark and tannin liquefied in phenol in the preparation of resol-type adhesives | |
| STUECKER et al. | Organosolv Lignin in Phenol-Formaldehyde Resins-Effect of Molecular Weight and Lignin Methylolation | |
| EP4077579A1 (en) | Novel process for preparing a bonding resin | |
| SE545570C2 (en) | A bonding resin and a process for the preparation of a bonding resin | |
| US20240199819A1 (en) | A binder composition free of phenol compound |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110731 |