專利名稱：一種生物質(zhì)材料改性的三聚氰胺甲醛樹脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用生物質(zhì)材料改性的三聚氰胺甲醛樹脂。所采用的生物質(zhì)材料來(lái)源于天然產(chǎn)物及工業(yè)廢棄物，因此本發(fā)明屬于綠色環(huán)保的新材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
以三聚氰胺和甲醛為主要原料合成的三聚氰胺-甲醛樹脂，即蜜胺樹脂(工業(yè)上常稱之為三聚氰胺樹脂)，多用于制造仿瓷餐具，也應(yīng)用于紡織、造紙、木材加工、水處理、建筑等方面。三聚氰胺甲醛樹脂的改性方法很多。例如，尿素改性三聚氰胺甲醛樹脂可降低樹脂的成本，提高樹脂的貯存穩(wěn)定性；苯酚改性三聚氰胺甲醛樹脂可提高樹脂的柔韌性、改善樹脂的溶水性；聚乙二醇、聚乙烯醇等改性三聚氰胺甲醛樹脂可增加樹脂的韌性等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高粘度、高固含量、貯存穩(wěn)定性好的生物質(zhì)材料改性的三聚氰胺甲醛樹脂及其制備方法，是利用栲膠、木質(zhì)素等生物質(zhì)材料，改性三聚氰胺甲醛樹脂。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種生物質(zhì)改性的三聚氰胺甲醛樹脂，該生物質(zhì)改性三聚氰胺甲醛樹脂是由 20-90重量份數(shù)的固體甲醛、15-85重量份數(shù)的甲醛溶液、45-80重量份數(shù)的三聚氰胺、 10-30重量份數(shù)的生物質(zhì)材料和0-10重量份數(shù)的尿素混合和攪拌，再調(diào)pH值為8. 4-8. 6， 并升溫至90°C _95°C后得到的；其中，甲醛溶液的濃度為35wt% -40Wt%;并且，固體甲醛和甲醛溶液總的重量份數(shù)為100-105 ；生物質(zhì)材料為栲膠、木質(zhì)素中的一種或兩種。按照來(lái)源，栲膠可以為楊梅栲膠、余柑栲膠、黑荊樹栲膠、橡椀栲膠等中的任何一種。木質(zhì)素可以為純木質(zhì)素，也可以為木質(zhì)素磺酸鈉或木質(zhì)素磺酸銨等木質(zhì)素的磺酸鹽。其中，生物質(zhì)材料為栲膠、木質(zhì)素中的一種或兩種。該生物質(zhì)改性三聚氰胺甲醛樹脂為液態(tài)粘稠狀樹脂。該生物質(zhì)改性三聚氰胺甲醛樹脂的粘度為lOOOcp-lOOOOcp。該生物質(zhì)改性三聚氰胺甲醛樹脂的固含量為75wt% -95wt%。一種制備生物質(zhì)改性的三聚氰胺甲醛樹脂的方法，該方法包括下述步驟(1)、將20-90重量份數(shù)的固體甲醛、15-85重量份數(shù)的甲醛溶液、45_80重量份數(shù)的三聚氰胺、10-30重量份數(shù)的生物質(zhì)材料和0-10重量份數(shù)的尿素混合和攪拌均勻，其中， 甲醛溶液的濃度為35wt% -40wt% ；并且，固體甲醛和甲醛溶液總的重量份數(shù)為100-105 ； 生物質(zhì)材料為栲膠和木質(zhì)素中的一種或兩種；(2)、用25wt% -35wt%的NaOH溶液調(diào)步驟(1)得到的混合物的pH值為8. 4-8. 6 后，同時(shí)升溫至90°C _95°C之后，當(dāng)反應(yīng)物粘度達(dá)到3000cp后降溫出料即得到生物質(zhì)改性的三聚氰胺甲醛樹脂。
在所述的步驟(2)中，在90°C-95°C條件下，保溫的時(shí)間即固體甲醛、甲醛溶液、三聚氰胺和生物質(zhì)材料在90°C _95°C條件下反應(yīng)的時(shí)間為25-40min。本發(fā)明的方法首先是將固體甲醛與甲醛溶液加入到反應(yīng)器中，然后加入一定量的三聚氰胺及生物質(zhì)材料，開動(dòng)攪拌，用30wt %的NaOH溶液調(diào)pH值至8. 5，同時(shí)緩慢升溫至 90°C，保溫反應(yīng)一定時(shí)間后，降溫出料即可。本發(fā)明主要利用栲膠、木質(zhì)素等生物質(zhì)材料，改性三聚氰胺甲醛樹脂。所獲得的樹脂具有貯存穩(wěn)定性長(zhǎng)的特點(diǎn)，同時(shí)也擴(kuò)大了栲膠、木質(zhì)素等生物質(zhì)材料的應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)的制備三聚氰胺甲醛樹脂的方法存在反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、樹脂粘度較低、樹脂固含量低等缺點(diǎn)。而采用本發(fā)明方法，不但可大大減少反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)可獲得高粘度、高固含量的樹脂，且所制備的樹脂貯存穩(wěn)定性好，可應(yīng)用不同的領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1將52重量份數(shù)的固體甲醛、51重量份數(shù)的37wt%甲醛溶液、65重量份數(shù)的三聚氰胺、10重量份數(shù)的栲膠、10重量份數(shù)的尿素分別加入到三口瓶中，開動(dòng)攪拌，用30wt %的 NaOH溶液調(diào)pH值至8. 5，同時(shí)緩慢升溫至90°C，保溫反應(yīng)約30min后，當(dāng)反應(yīng)物粘度達(dá)到 IOOOcp lOOOOcp后迅速降溫出料即可。此配方固含量約%。粘度最好控制在3000 4000cp。樹脂的貯存穩(wěn)定性可達(dá)到20天以上。實(shí)施例2將52重量份數(shù)的固體甲醛、51重量份數(shù)的37wt%甲醛溶液、55重量份數(shù)的三聚氰胺、20重量份數(shù)栲膠、5重量份數(shù)的尿素分別加入到三口瓶中，開動(dòng)攪拌，用30wt%的 NaOH溶液調(diào)pH值至8. 5，同時(shí)緩慢升溫至90°C，保溫反應(yīng)約30min后，當(dāng)反應(yīng)物粘度達(dá)到 IOOOcp lOOOOcp后迅速降溫出料即可。此配方固含量約%。粘度最好控制在3000 4000cp。樹脂的貯存穩(wěn)定性可達(dá)到15天以上。實(shí)施例3將52重量份數(shù)的固體甲醛、51重量份數(shù)的37wt%甲醛溶液、75重量份數(shù)的三聚氰胺、20重量份數(shù)的木質(zhì)素、5重量份數(shù)的尿素分別加入到三口瓶中，開動(dòng)攪拌，用30wt%的 NaOH溶液調(diào)pH值至8. 5，同時(shí)緩慢升溫至90°C，保溫反應(yīng)約30min左右，當(dāng)反應(yīng)物粘度達(dá)到 2000 5000cp后迅速降溫出料即可。此配方固含量約8#t%。粘度最好控制在3000 4000cp。樹脂的貯存穩(wěn)定性可達(dá)到15天以上。實(shí)施例4將52重量份數(shù)的固體甲醛、51重量份數(shù)的37wt%甲醛溶液、75重量份數(shù)的三聚氰胺、15重量份數(shù)的木質(zhì)素、10重量份數(shù)的尿素分別加入到三口瓶中，開動(dòng)攪拌，用30wt %的 NaOH溶液調(diào)pH值至8. 5，同時(shí)緩慢升溫至90°C，保溫反應(yīng)約30min左右，當(dāng)反應(yīng)物粘度達(dá)到 2000 5000cp后迅速降溫出料即可。此配方固含量約8#t%。粘度最好控制在3000 4000cp。樹脂的貯存穩(wěn)定性可達(dá)到15天以上。實(shí)施例5將52重量份數(shù)的固體甲醛、51重量份數(shù)的37wt%甲醛溶液、45重量份數(shù)的三聚氰胺、30重量份數(shù)的栲膠分別加入到三口瓶中，開動(dòng)攪拌，用30wt %的NaOH溶液調(diào)pH值至 8. 5，同時(shí)緩慢升溫至90°C，保溫反應(yīng)一定時(shí)間后，當(dāng)反應(yīng)物粘度達(dá)到3000cp后迅速降溫出料即可。樹脂的貯存穩(wěn)定性可達(dá)到15天以上。此配方固含量約82wt%。
上述實(shí)施例可通過(guò)固體甲醛與甲醛溶液的不同配比，即多加甲醛溶液，少加固體甲醛；或者少加甲醛溶液，多加固體甲醛以控制樹脂的固含量在75wt% 95wt%左右。例如23重量份數(shù)的固體甲醛、80重量份數(shù)的37wt%甲醛溶液、75重量份數(shù)的三聚氰胺、20 重量份數(shù)的木質(zhì)素、5重量份數(shù)的尿素反應(yīng)后的固含量為75wt% ；而87重量份數(shù)的固體甲醛、16重量份數(shù)的37wt%甲醛溶液、75重量份數(shù)的三聚氰胺、20重量份數(shù)的木質(zhì)素、5重量份數(shù)的尿素反應(yīng)后的固含量為95wt%。
權(quán)利要求
1.一種生物質(zhì)改性的三聚氰胺甲醛樹脂，其特征在于，該生物質(zhì)改性三聚氰胺甲醛樹脂是由20-90重量份數(shù)的固體甲醛、15-85重量份數(shù)的甲醛溶液、45-80重量份數(shù)的三聚氰胺、10-30重量份數(shù)的生物質(zhì)材料和0-10重量份數(shù)的尿素混合和攪拌，再調(diào)pH值為 8. 4-8. 6，并升溫至90°C _95°C后得到的；其中，甲醛溶液的濃度為35wt% -40wt% ；并且， 固體甲醛和甲醛溶液總的重量份數(shù)為100-105 ；生物質(zhì)材料為栲膠和木質(zhì)素中的一種或兩種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)改性的三聚氰胺甲醛樹脂，其特征在于，該生物質(zhì)改性三聚氰胺甲醛樹脂為液態(tài)粘稠狀樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)改性的三聚氰胺甲醛樹脂，其特征在于，該生物質(zhì)改性三聚氰胺甲醛樹脂的粘度為lOOOcp-lOOOOcp。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)改性的三聚氰胺甲醛樹脂，其特征在于，該生物質(zhì)改性三聚氰胺甲醛樹脂的固含量為75wt% -95wt%。
5.一種制備生物質(zhì)改性的三聚氰胺甲醛樹脂的方法，其特征在于，該方法包括下述步驟(1)、將20-90重量份數(shù)的固體甲醛、15-85重量份數(shù)的甲醛溶液、45-80重量份數(shù)的三聚氰胺、10-30重量份數(shù)的生物質(zhì)材料和0-10重量份數(shù)的尿素混合和攪拌均勻，其中，甲醛溶液的濃度為35wt% -40wt% ；并且，固體甲醛和甲醛溶液總的重量份數(shù)為100-105 ；生物質(zhì)材料為栲膠和木質(zhì)素中的一種或兩種；(2)、用25wt%-35wt%的NaOH溶液調(diào)步驟(1)得到的混合物的pH值為8. 4-8. 6后， 同時(shí)升溫至90°C-95°C之后，當(dāng)反應(yīng)物粘度達(dá)到3000cp后降溫出料即得到生物質(zhì)改性的三聚氰胺甲醛樹脂。
全文摘要
一種生物質(zhì)材料改性的三聚氰胺甲醛樹脂及其制備方法。采用栲膠、木質(zhì)素等生物質(zhì)材料以及固體甲醛、甲醛溶液與三聚氰胺合成三聚氰胺甲醛樹脂可應(yīng)用不同的領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的制備三聚氰胺甲醛樹脂的方法相比，合成反應(yīng)時(shí)間短，樹脂液粘度、固含量較高，且所制備的樹脂貯存穩(wěn)定性好。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案首先將固體甲醛與甲醛溶液加入到反應(yīng)器中，然后加入一定量的三聚氰胺及生物質(zhì)材料，開動(dòng)攪拌，用30wt％的NaOH溶液調(diào)pH值至8.5，同時(shí)緩慢升溫至90℃，保溫反應(yīng)一定時(shí)間后，以粘度控制反應(yīng)終點(diǎn)，降溫出料即可獲得本產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C08G12/40GK102181027SQ20111008257
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
發(fā)明者何江川, 孫垂海, 程宇君, 謝飛, 賀光慶, 趙亞楠, 馬榴強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院