[發明專利]堿木質素改性酚醛樹脂的制備方法

無效

• 申請號: 200910024977.6
• 申請日: 2009-02-27
• 公開（公告）號: CN101492522A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 儲富祥;穆有炳;王春鵬;趙臨五;金立維
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院林產化學工業研究所
• 主分類號: C08G8/08
• 分類號: C08G8/08;C08G8/10;C09J161/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 陸志斌

-、技術領域

本發明涉及一種木材膠粘劑的制備方法，尤其涉及一種環保型堿木質素改性酚醛樹脂的制備方法。

二、背景技術

木質素是自然界惟一能提供可再生芳香基化合物的非石油資源。木質素分子含有芳香基、酚羥基、醇羥基、羰基、甲氧基、羧基、共軛雙鍵等眾多不同種類的化學活性功能基，又具有可再生、可降解、無毒等優點，工業木質素來源于制漿造紙工業的廢液，成本低廉，因而被視為優良的綠色環保型化工原料。制漿造紙工業每年要從植物中分離出1.4億噸纖維素，同時得到5000萬噸左右的木質素副產品，并且隨著蒸發濃縮、噴霧干燥技術的成熟，工業木素年產量逐年遞增，但迄今為止，現今全球每年所產的工業木素中只有不到20％得到有效利用。

酚醛樹脂以其優異的性能而被廣泛應用于室外級膠合板的生產，膠接強度高、耐水、耐熱、耐腐蝕等性能都很好，但苯酚為石化產品且毒性較大，利用可再生無毒的木質素替代苯酚制備木質素酚醛樹脂，既能減少苯酚的使用量，又達到廢物利用，實現造紙廢料資源化治理的目的。

工業木素由于紙漿造紙工藝的不同，分為木質素磺酸鹽和堿木質素。木質素磺酸鹽由于含有磺酸基，其水溶性、分散性、表面活性等較好，在制備木質素基酚醛樹脂環保膠粘劑時大多采用木質素磺酸鹽為原料，這方面的專利包括CN1632030、CN101104782、CN101260283。

堿木質素由于在酸性條件下不溶，顏色深，性能差，曾一度被當作廢棄物燒掉，浪費資源、污染環境。隨著人們環保意識的增強及對石油資源匱乏的擔憂，堿木質素逐漸被利用，通過各種改性手段，替代石化資源制備環保型膠粘劑。利用堿木質素制備木質素酚醛膠粘劑，主要通過共混和共聚工藝。CN101260283提出了一種基于木質素酚化液的酚醛膠粘劑的制備方法，通過木質素經酚化后與甲醛反應制得低游離醛環保型酚醛膠粘劑，比傳統酚醛樹脂膠粘劑具有更低的成本和更低的游離醛含量，壓制成的膠合板具有優良的膠合性能。但所添加的木質素含量太少，達不到廢物利用的目的。

我國每年所產堿木素上萬噸，但由于缺乏深加工，所制堿木質素品種少，性能差，其應用范圍有限，據今還沒有一種大規模的具體的應用路徑。本發明以堿木質素為原料，不經提取純化處理，采用共聚工藝合成了木質素酚醛樹脂，能替代30～50％的苯酚用量，反應平穩易控制，易工業化生產，膠合強度達到國家I類板要求，甲醛釋放量達到E₀級，為環保生物質基木材膠粘劑的開發和廢棄物的資源化利用提供了新的途徑。

三、發明內容

技術問題：本發明提供一種堿木質素酚醛樹脂環保膠粘劑的制備方法，一方面可以替代部分石油基苯酚原料，降低成本，另一方面可以將原本為污染源的造紙廢液充分利用起來，達到廢物利用的目的。

技術方案：堿木質素改性酚醛樹脂的制備方法，制備步驟為：1)：將苯酚、第一批甲醛溶液、堿木質素、金屬氧化物和稀釋水加入反應器，升溫至75～85℃，反應60～80min；甲醛與苯酚的摩爾量比為0.82∶1～1.04∶1；2)：向反應器內加入第二批甲醛溶液，體系在75～85℃繼續反應60～70min；累計加入的甲醛與苯酚摩爾量比為1.55∶1～1.70∶1；3)：加入第三批甲醛溶液和第一批堿性溶液，體系在75～85℃繼續反應50～60min，累計加入的甲醛與苯酚摩爾量比為2.20∶1～2.40∶1；4)：降溫至70℃，加入甲醛捕集劑和第二批堿性溶液，65～70℃反應20～50min，冷卻出料；上述堿木質素的加入量為替代0.3～0.5的苯酚用量，金屬氧化物的加入量為苯酚的0.2～0.5wt％，堿性溶液的加入總量為苯酚的30～40wt％且第一、二批加入的質量比依次為1∶3.5，甲醛捕集劑的加入量為苯酚的8～10wt％，稀釋水的加入量以保證整個體系的固含量控制在50wt％內。

上述所用堿木質素為由造紙廠硫酸鹽法造紙廢料經濃縮干燥后制得，其中有效成分木質素的含量≥20wt％。

上述所用金屬氧化物為氧化鈣、氧化鋅或氧化鎂。

上述所用堿性溶液為質量濃度均為50％的NaOH水溶液、KOH水溶液、Ba(OH)₂水溶液或氨水。

上述所用甲醛捕集劑為尿素。

有益效果：與現有技術相比，本發明有如下優點：