[發(fā)明專利]一種酚醛樹脂的添加劑、制備方法及應用

有效

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• 申請日: 2014-09-02
• 公開（公告）號: CN104212122A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設計）人: 范東斌;儲富祥;李改云;秦特夫
• 申請（專利權）人: 中國林業(yè)科學研究院木材工業(yè)研究所
• 主分類號: C08L61/06
• 分類號: C08L61/06;C08L89/00;C08L61/30;C08K3/26;C08K5/103;C08K5/109;C08K3/32;C08K3/38;C08K5/098;C09J161/06;C09J11/04;C09J11/06;C09J11/08
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊志兵;李愛英

技術領域

本發(fā)明涉及一種酚醛樹脂的添加劑、制備方法及應用，具體涉及一種人造板用酚醛樹脂的添加劑、制備方法及含有所述添加劑應用于酚醛樹脂膠黏劑，屬于木材膠黏劑領域。

背景技術

酚醛樹脂(PF樹脂)是世界上最早實現(xiàn)工業(yè)化的合成樹脂，主要用于制造各種塑料、涂料、膠粘劑、合成纖維、防火材料等，是極為重要的高分子材料。酚醛樹脂作為膠粘劑具有膠接強度高、耐沸水、耐熱、耐候，耐化學侵蝕等優(yōu)點，廣泛應用于木材加工領域，是戶外結構用人造板的常用膠粘劑。近年來，隨著建筑、運輸領域對定向刨花板、層積材、集裝箱底板等工程材料需求的增加，戶外用人造板的市場前景十分廣闊，使得PF樹脂的年產量逐年增加，從2007年的26萬t增加到2013年的65萬t，增幅高達150％，PF樹脂顯示了廣闊的發(fā)展空間。但是，由于苯酚的價格昂貴，使酚醛樹脂的價格始終據高不下，而且酚醛樹脂自身也存在著一些缺點，如固化后的膠層硬脆、易龜裂，特別是與其它氨基樹脂相比固化速度較慢，這些造成了酚醛樹脂膠接制品的價格相對較高、生產效率不高，限制了酚醛樹脂膠粘劑更廣泛的應用。

通過在酚醛樹脂中加入低成本物質，來降低酚醛樹脂的成本，對于擴大酚醛樹脂的應用領域具有重要的意義。通常采用豆粉、脫脂豆蛋白粉以及面粉等來降低酚醛樹脂的成本，但是由于這些物質是一些農副食品的原料，價格較高，因此降低酚醛樹脂成本的幅度十分有限。而且這些物質的添加常常會導致酚醛樹脂的固化時間長、膠接強度低、適用期短、使用性差等缺點。在酚醛樹脂中添加諸如碳酸鈉等碳酸鹽可以提高樹脂的固化速度，但是會引起樹脂的適用期降低、膠合強度減低等缺點。

發(fā)明內容

針對上述缺陷，本發(fā)明的目的之一是提供一種酚醛樹脂的添加劑，所述添加劑價格低廉、反應活性高，能顯著降低酚醛樹脂的成本，大幅度提高酚醛樹脂的固化速度和膠合強度。目的之二是提供一種酚醛樹脂的添加劑的制備方法，所述方法簡單，操作簡便；

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的。

一種酚醛樹脂的添加劑，以所述添加劑總質量為100％計，各組分及質量百分含量如下：

其中，油茶餅粕為油茶(Camellia?oleifera)的種子提取油茶籽油后殘留的固體物質，以油茶餅粕總質量為100％計，油茶籽油含量小于10％，油茶餅粕的粒度小于200目；

交聯(lián)劑優(yōu)選三聚氰胺改性脲醛樹脂預聚體，其制備方法如下：

將尿素、甲醛和三聚氰胺混合均勻，加入甲酸，攪拌均勻；加熱到85℃，保溫至涂4粘度為12～15秒，降溫至70℃，加入氫氧化鈉溶液，調pH值至7.5，反應15min，降溫至30℃，出料，得到所述三聚氰胺改性脲醛樹脂預聚體；

其中，所述尿素、甲醛、三聚氰胺和甲酸的質量比優(yōu)選1:1.3:0.05:0.01；

氫氧化鈉溶液中氫氧化鈉的質量分數(shù)為30％；

固化促進劑優(yōu)選碳酸鈉、乙酸甘油酯和碳酸丙烯酯中的一種以上；

穩(wěn)定劑優(yōu)選磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、硼砂和苯甲酸鈉中的一種以上；

一種酚醛樹脂的添加劑的制備方法，所述方法具體步驟如下：

(1)將油茶餅粕粉末均勻分散在水中，加入交聯(lián)劑并攪拌均勻，得到混合物a；將混合物a于50～70℃下保溫反應2～3h，得到混合物b；

(2)將混合物b降溫至30℃，加入固化促進劑和穩(wěn)定劑，攪拌均勻并保溫反應0.5～1h，得到本發(fā)明所述酚醛樹脂的添加劑；

一種酚醛樹脂的添加劑應用于酚醛樹脂膠黏劑中，酚醛樹脂膠黏劑由添加劑和酚醛樹脂組成；

其中，酚醛樹脂是固含量為40～50％，表觀粘度為150～1500厘泊的熱固性酚醛樹脂；

添加劑與酚醛樹脂的質量比優(yōu)選20～30:100。

有益效果

(1)本發(fā)明所述添加劑中含有的油茶餅粕屬于農業(yè)加工廢棄物，價格十分低廉，可以降低酚醛樹脂膠黏劑的成本；且油茶餅粕含有豐富的蛋白質、單寧、茶皂素以及粗纖維，這些物質固化時能夠與酚醛樹脂發(fā)生交聯(lián)反應，是酚醛樹脂良好的添加劑，可以減少面粉、豆蛋白等傳統(tǒng)酚醛樹脂填料的用量，有效地減少糧食的消耗；

(2)本發(fā)明所述添加劑中含有的固化促進劑和交聯(lián)劑，能有效提高酚醛樹脂膠黏劑的固化速度，縮短制備的人造板的熱壓時間，交聯(lián)劑的羥甲基及氨基基團可與酚醛樹脂的活性基團發(fā)生聚合反應，進而提高樹脂的膠合強度；

(3)本發(fā)明所述添加劑中含有穩(wěn)定劑，能夠有效保證添加本發(fā)明添加劑后酚醛樹脂的適用期期不受影響，使酚醛樹脂膠黏劑具有良好的使用性；