專利名稱：一種發(fā)泡用竹材酚醇液化產(chǎn)物甲醛樹脂的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)泡用竹材酚醇液化產(chǎn)物甲醛樹脂的制備方法。
背景技術(shù)：
發(fā)泡材料因其優(yōu)良的性能被廣泛用于人們的生產(chǎn)生活中，目前市場中主要有聚氨酯、聚丙烯以及酚醛樹脂發(fā)泡材料，其中軟質(zhì)PUR泡沫塑料和半硬質(zhì)PUR泡沫塑料主要用于家具襯墊與裝飾材料、車用墊材、建筑吸音材料以及儀器包裝材料等方面；而硬質(zhì)PUR泡沫塑料主要用于冰箱、冷庫等行業(yè)作隔熱保溫材料，占硬質(zhì)泡沫塑料總消費量的57. 5%。酚醛泡沫塑料因其導(dǎo)熱系數(shù)低，耐燃性極優(yōu)，應(yīng)用于高層建筑、大型文體娛樂場館、高速交通工具等等。聚丙烯泡沫因其良好的熱穩(wěn)定性，優(yōu)異的抗震吸能性及耐化學(xué)腐蝕性，被廣泛應(yīng)用于食品包裝材料、汽車緩沖材料、隔熱材料等各個領(lǐng)域。但是這些應(yīng)用廣泛的發(fā)泡材料其原材料均為石化原料，具有不可再生性，隨著石化原料的日益緊張，發(fā)泡材料的成本也不斷增長，因此尋求一種生物質(zhì)材料替代石化材料制備發(fā)泡材料尤為重要；這種材料不僅應(yīng)該對環(huán)境友好，而且應(yīng)當(dāng)大大降低發(fā)泡材料的成本。生物質(zhì)材料應(yīng)用于發(fā)泡的早期方法主要是將生物質(zhì)材料經(jīng)粉碎處理或表面處理后，與各種樹脂混合均勻后進(jìn)行發(fā)泡。這種方法雖能節(jié)約部分資源，但生物質(zhì)材料僅作為填料使用，替代石化材料的比率不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種竹材酚醇液化產(chǎn)物甲醛樹脂的制備方法，采用該方法制備的竹材酚醇液化產(chǎn)物甲醛樹脂應(yīng)既具有酚醛樹脂的特性，又可替代聚醚多元醇與異氰酸酯反應(yīng)制造聚氨酯泡沫材料，具有替代石化材料比率較高的特點，以提高資源利用率，降低成本。本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種發(fā)泡用竹材酚醇液化產(chǎn)物甲醛樹脂的制備方法， 將竹材酚醇液化產(chǎn)物、氫氧化鈉溶液加入反應(yīng)釜中，升溫至35-45°C攪拌均勻后加入甲醛溶液，繼續(xù)升溫到85-95°C，反應(yīng)30-90min，冷卻至室溫即成。所述甲醛、氫氧化鈉用量100質(zhì)量份的竹材酚醇液化產(chǎn)物加入30%_50%濃度的甲醛溶液M-67質(zhì)量份以及30%-50%濃度的氫氧化鈉溶液12-40質(zhì)量份。所述反應(yīng)釜帶有機械攪拌裝置、或/和冷凝回流裝置。本發(fā)明的有益效果是由于采用的竹材酚醇液化產(chǎn)物含有木質(zhì)素降解后的酚類物質(zhì)、纖維素和半纖維素降解后的呋喃環(huán)狀物質(zhì)，因而用該產(chǎn)物制成的竹材酚醇液化產(chǎn)物甲醛樹脂，能夠替代聚醚多元醇與異氰酸酯反應(yīng)制造聚氨酯泡沫材料，能夠廣泛應(yīng)用于制備樹脂、膠粘劑、模塑材料及輕質(zhì)高強度墻體發(fā)泡材料，替代率(替代石化材料比率)達(dá)到70%， 其中用于輕質(zhì)高強度墻體發(fā)泡材料的替代率可達(dá)100%。有效節(jié)約了資源。而且采用的液化工藝，不但使竹材中的木質(zhì)素、纖維素和半纖維素均獲得較好液化效果(液化率達(dá)72%以上)，而且反應(yīng)條件溫和(常壓、反應(yīng)溫度110-170°C)，工作環(huán)境更為安全。
具體實施方法
下面通過實例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。本發(fā)明采用的竹材酚醇液化產(chǎn)物，是利用竹材廢料以及加工剩余物制作而成的； 具體的方法是
1)先將小徑竹或/和竹材加工剩余物粉碎至20-80目，烘干至含水率<10%備用；
2)向反應(yīng)容器中加入100質(zhì)量份的竹粉、50-75質(zhì)量份的苯酚、50-75質(zhì)量份的聚乙二醇以及15-30質(zhì)量份的酸催化劑，常壓反應(yīng)30-90min，反應(yīng)溫度110°C _170°C ；反應(yīng)結(jié)束后降至室溫，加入15-30質(zhì)量份燒堿溶液中和，得到竹材酚醇液化產(chǎn)物。所述酸催化劑為磷酸、鹽酸、硫酸、草酸、乙酸中的一種。所述小徑竹是野生的叢生、散生和混生的小徑級雜竹，以及筍用竹林更新下來的竹材。所述竹材加工剩余物為竹刨花、竹屑、竹絲以及竹邊角余料。上述竹材酚醇液化產(chǎn)物的制備方法，發(fā)明人已申請中國專利(申請?zhí)枮?201110370560. 2)。發(fā)明人利用上述竹材酚醇液化產(chǎn)物，進(jìn)一步制作了發(fā)泡用竹材酚醇液化產(chǎn)物甲醛樹脂；
本發(fā)明中甲醛用量100質(zhì)量份的液化產(chǎn)物加入40%濃度的甲醛溶液30-50質(zhì)量份；如甲醛濃度有變化，則按變化比例增減質(zhì)量份(甲醛溶液濃度30%-50%時，質(zhì)量份為M-67)。本發(fā)明中氫氧化鈉用量100質(zhì)量份的液化產(chǎn)物加入40%濃度的氫氧化鈉溶液 15-30質(zhì)量份；如氫氧化鈉溶液濃度有變化，則按變化比例增減質(zhì)量份(氫氧化鈉溶液濃度 30%-50%時，質(zhì)量份為12-40)。具體是將上述竹材酚醇液化產(chǎn)物、氫氧化鈉溶液加入反應(yīng)釜中，升溫至35_45°C攪拌均勻后加入甲醛溶液，繼續(xù)升溫到85-95°C，反應(yīng)30-90min，冷卻至室溫即成；
本發(fā)明中發(fā)泡用竹材酚醇液化產(chǎn)物甲醛樹脂的粘度測試方法將所述樹脂置于NDJ-I 型旋轉(zhuǎn)式粘度計的轉(zhuǎn)筒內(nèi)，使用恒溫水浴控制溫度在25士 1°C，選取適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，測定其粘度。具體細(xì)節(jié)由以下實施例說明。實施例1
將竹材酚醇液化產(chǎn)物100質(zhì)量份，24質(zhì)量份氫氧化鈉溶液加入帶有機械攪拌裝置、溫控裝置和冷凝回流的反應(yīng)釜中，于40°C攪拌均勻后加入32質(zhì)量份甲醛溶液，升溫到85°C， 反應(yīng)90min，冷卻至室溫即成；產(chǎn)品粘度3500mpa. s。實施例2
將竹材酚醇液化產(chǎn)物100質(zhì)量份，20質(zhì)量份氫氧化鈉溶液加入帶有機械攪拌裝置的反應(yīng)釜中，于38°C攪拌均勻后加入36質(zhì)量份甲醛溶液，升溫到90°C，反應(yīng)60min，冷卻至室溫即成；產(chǎn)品粘度5000mpa. s。實施例3:
將竹材酚醇液化產(chǎn)物100質(zhì)量份二4質(zhì)量份氫氧化鈉溶液加入帶有機械攪拌裝置和冷凝回流裝置的反應(yīng)釜中，于42°C攪拌均勻后加入40質(zhì)量份甲醛溶液，升溫到95°C，反應(yīng) 90min，冷卻至室溫即成；產(chǎn)品粘度7000mpa. s。
實施例4
將竹材酚醇液化產(chǎn)物100質(zhì)量份，30質(zhì)量份氫氧化鈉溶液加入帶有機械攪拌裝置、溫控裝置和冷凝回流裝置的反應(yīng)釜中，于36°C攪拌均勻后加入43質(zhì)量份甲醛溶液，升溫到 90°C，反應(yīng)60min，冷卻至室溫即成；產(chǎn)品粘度4600mpa. s。制備發(fā)泡材料
取上述竹材酚醇液化產(chǎn)物甲醛樹脂100質(zhì)量份，加入表面活性劑9質(zhì)量份、填料11質(zhì)量份、催化劑1. 5質(zhì)量份和發(fā)泡劑13質(zhì)量份，攪拌均勻后加入固化劑17質(zhì)量份和異氰酸酯 41質(zhì)量份，快速攪拌后倒入模具中，放入80°C烘箱中熟化1小時取出，脫模備用。制得的發(fā)泡材料性能參數(shù)為表觀密度0. 04g/cm3 ；抗壓強度0. 2MPa ；熱導(dǎo)率 0. 025W/ (m · K)；氧指數(shù)39 (不添加任何阻燃劑，達(dá)到難燃級)。實施例5
將竹材酚醇液化產(chǎn)物100質(zhì)量份，24質(zhì)量份氫氧化鈉溶液加入帶有機械攪拌裝置、溫控裝置和冷凝回流裝置的反應(yīng)釜中，于45°C攪拌均勻后加入40質(zhì)量份甲醛溶液，升溫到 90°C，反應(yīng)60min，冷卻至室溫即成；產(chǎn)品粘度5500mpa. s。制備發(fā)泡材料
取上述竹材酚醇液化產(chǎn)物甲醛樹脂100質(zhì)量份，加入表面活性劑11質(zhì)量份、填料9質(zhì)量份、催化劑2. 5質(zhì)量份和發(fā)泡劑11質(zhì)量份，攪拌均勻后加入固化劑19質(zhì)量份和異氰酸酯 39質(zhì)量份，快速攪拌后倒入模具中，放入80°C烘箱中熟化1小時取出，脫模備用。制得的發(fā)泡材料性能參數(shù)為表觀密度0. 08g/cm3 ；抗壓強度0. 5MPa ；熱導(dǎo)率 0.035W/ (m · K);氧指數(shù)42 (不添加任何阻燃劑，達(dá)到難燃級)。實施例4及實施例5所制取的竹材液化樹脂泡沫材料的性能達(dá)到或超過了聚氨酯泡沫的性能標(biāo)準(zhǔn)，且具有酚醛樹脂泡沫的難燃性，其氧指數(shù)比聚氨酯泡沫的25 32高出許多，而且其生產(chǎn)成本比石化材料生產(chǎn)的聚氨酯泡沫及酚醛樹脂泡沫低30%以上。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)泡用竹材酚醇液化產(chǎn)物甲醛樹脂的制備方法，將竹材酚醇液化產(chǎn)物、氫氧化鈉溶液加入反應(yīng)釜中，升溫至35-45°C攪拌均勻后加入甲醛溶液，繼續(xù)升溫到85-95°C，反應(yīng)30-90min，冷卻至室溫即成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)泡用竹材酚醇液化產(chǎn)物甲醛樹脂的制備方法，其特征在于所述甲醛、氫氧化鈉用量100質(zhì)量份的竹材酚醇液化產(chǎn)物加入40%濃度的甲醛溶液 30-50質(zhì)量份以及40%濃度的氫氧化鈉溶液15-30質(zhì)量份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種發(fā)泡用竹材酚醇液化產(chǎn)物甲醛樹脂的制備方法，其特征在于所述反應(yīng)釜帶有機械攪拌裝置、或/和冷凝回流裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)泡用竹材酚醇液化產(chǎn)物甲醛樹脂的制備方法。所要解決的技術(shù)問題是提供的制備方法既具有酚醛樹脂的特性，又可替代聚醚多元醇與異氰酸酯反應(yīng)制造聚氨酯泡沫材料的特點。技術(shù)方案是一種發(fā)泡用竹材酚醇液化產(chǎn)物甲醛樹脂的制備方法，將竹材酚醇液化產(chǎn)物、氫氧化鈉溶液加入反應(yīng)釜中，升溫至35-45℃攪拌均勻后加入甲醛溶液，繼續(xù)升溫到85-95℃，反應(yīng)30-90min，冷卻至室溫即成。所述甲醛、氫氧化鈉用量100質(zhì)量份的竹材酚醇液化產(chǎn)物加入30%-50%濃度的甲醛溶液24-67質(zhì)量份以及30%-50%濃度的氫氧化鈉溶液12-40質(zhì)量份。所述反應(yīng)釜帶有機械攪拌裝置、或/和冷凝回流裝置。
文檔編號C08G8/08GK102532442SQ201110440838
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者劉樂群, 劉楊, 孫豐文, 王宇紅 申請人:浙江省林業(yè)科學(xué)研究院