專利名稱：：一種造紙黑液膠粘劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種環(huán)保型造紙黑液膠粘劑的制備方法，尤其涉及復(fù)合型造紙黑液膠粘劑的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：我國是少林的國家，木材供需間存在著較大的矛盾，解決這一矛盾的重要途徑，是必須大力發(fā)展以人造板為中心的復(fù)合板材的生產(chǎn)和利用。用脲醛樹脂膠粘劑生產(chǎn)1立方米刨花板，可以代替3.1立方米原木制成的板材；而用脲醛樹脂膠粘劑生產(chǎn)1噸纖維板，可以代替5.6立方米原木制板材。即膠粘劑對提高木材利用率意義重大；同時，木材工業(yè)對膠粘劑的消耗量也是巨大的，在人造板、膠合板、夾心板、空心板、縫紉機(jī)臺板、木塑復(fù)合材料、木合金板等復(fù)合板材方面都要采用大量的膠粘劑。例如生產(chǎn)10000立方米膠合板需膠粘劑1000噸。由此可見，在復(fù)合板材的生產(chǎn)中要消耗大量的膠粘劑，而在這些膠粘中使用最多的是脲醛樹脂膠粘劑，它具有較好的粘接性能，其粘強(qiáng)強(qiáng)度比動、植物膠高，耐光性好而適用于木材、膠合板、層壓板及竹木制品等復(fù)合板材的粘膠生產(chǎn)，更重要的是其價格比較低而被廣泛應(yīng)用。而這些復(fù)合板材制品又被廣泛地用在人們長期居住、生活的家庭和辦公室等場所。但是，這些膠粘劑或復(fù)合板材制品中存在著-定量的游離甲醛，例如，脲醛樹脂膠粘劑中的游離甲醛含量高達(dá)3—5%，因其在生產(chǎn)加工和使用過程中放出有毒氣體一甲醛，嚴(yán)重污染損害人們的身體健康，在使用上應(yīng)該受到很大的限制。但是，目前仍然還無法有效地限制其使用，且已發(fā)展到了無法控制的局面。因此，研制開發(fā)、應(yīng)用推廣低甲醛含量復(fù)合板材用膠粘劑或無游離甲醛復(fù)合板材成為當(dāng)務(wù)之急，且顯得十分必要。本發(fā)明開發(fā)研制了低游離甲醛含量，且符合環(huán)保要求的低成本復(fù)合板材膠粘劑，并使其保持脲醛樹脂膠粘劑的各項優(yōu)良性能，降低其生產(chǎn)成本，使得各復(fù)合板材加工企業(yè)完全能夠承受的實用型膠粘劑。我國于2001年12月制定了GB18580-2001《室內(nèi)裝飾裝修材料人造板及其制品甲醛釋放限量》、GB18583-2001《室內(nèi)裝飾裝修材料膠粘劑中有害物質(zhì)限量》等十項強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)，自2002年7月1日起強(qiáng)制執(zhí)行。新標(biāo)準(zhǔn)對游離甲醛釋放量限制很低，而我國目前生產(chǎn)的人造板仍難以達(dá)到新的國家標(biāo)準(zhǔn)要求，這主要是使用了游離甲醛含量高的脲醛樹脂膠粘劑的緣故，也是目前難以解決的重大技術(shù)難題。并且，新標(biāo)準(zhǔn)對游離甲醛釋放量限制仍未達(dá)到保護(hù)人體健康的基本要求，存在繼續(xù)降低的可能或要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種利用造紙黑液制造的可以降低板材的甲醛釋放量和改善其耐水性能的膠粘劑。上述造紙黑液膠粘劑是由以下步驟制得一、在500ml容器中加入縮聚劑0.15份，升溫到40。C50。C時投加1.56份造紙黑液，攪拌下加入O.16份催化劑，溶液的溫度保持在45。C55。C時反應(yīng)30分鐘，在溶液中加入36%的甲醛0.50份，溶液的溫度保持在45r55"C時反應(yīng)30分鐘，然后在30分鐘內(nèi)將溶液升溫到8(TC85。C，再加入36%的甲醛0.30份0.40份，在8(TC85'C時攪拌反應(yīng)120分鐘，在30分鐘內(nèi)將溶液升溫到85。C95。C，溶液保持該溫度10分鐘，然后在20分鐘內(nèi)將溶液降溫到80。C85°C，保持該溫度40分鐘，再加入0.50份0.80份造紙黑液，溶液的溫度保持在8CTC85'C攪拌反應(yīng)30分鐘制得原膠；二、在步驟一制得的1份原膠中加入甲醛捕獲劑0.06份0.10份，溶液的溫度保持在8(TC85。C時攪拌反應(yīng)30分鐘；三、將步驟二制得的膠劑中再加入馬鈴薯淀粉渣0.05份0.10份，室溫下攪拌反應(yīng)30分鐘制得造紙黑液膠粘劑。上述縮聚劑為苯酚，催化劑為氫氧化鈉，甲醛捕獲劑為尿素、乙撐基脲或者三聚氰胺。上述造紙黑液膠粘劑-方面可以降低板材的甲醛釋放量和改善其耐水性能，另一方面可以為造紙黑液或從造紙黑液中提取出的木質(zhì)素的綜合利用找到有效途徑。目前，造紙黑液對環(huán)境的污染己超過所有污染，已逐漸發(fā)展成為第一大污染源，特別是造紙黑液對水質(zhì)的破壞是災(zāi)難性的。本研究項目成功地將造紙黑液或從造紙黑液中提取的木質(zhì)素用作制備復(fù)合板材用膠粘劑，且己形成了低成本環(huán)保型復(fù)合板材用膠粘劑生產(chǎn)的新技術(shù)、新工藝、新配方和新方法，改變了目前的生產(chǎn)現(xiàn)狀，至少應(yīng)具有兩方面的優(yōu)勢其一，能夠生產(chǎn)低游離甲醛含量復(fù)合板材用膠粘劑，為室內(nèi)裝飾裝修業(yè)提供無游離甲醛含量的復(fù)合板材，改善室內(nèi)環(huán)境。其二，用造紙黑液木質(zhì)素生產(chǎn)復(fù)合板材同膠粘劑，即為該行為提供了廉價且來源廣泛的原料，又解決了造紙企業(yè)的造紙黑液對環(huán)境的污染問題，為造紙黑液或造紙黑液中提取出的木質(zhì)素的綜合利用找到了有效途徑。低成本環(huán)保型復(fù)合板材膠粘劑的研究成功，為復(fù)合板材制造和室內(nèi)裝飾行業(yè)提供了基本條件。而國家新標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制執(zhí)行和人們環(huán)境意識的不斷增加，又為低成本環(huán)保型復(fù)合板材膠粘劑的推廣應(yīng)用提供了機(jī)遇。因此，該項目的推廣應(yīng)用前景十分廣闊，也會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。并且，該項目又具有投資小、見效快，適應(yīng)中小企業(yè)組織生產(chǎn)的特點，現(xiàn)生產(chǎn)脲醛樹脂或酚醛樹脂膠粘劑的生產(chǎn)裝置無需改變即可組織生產(chǎn)。酚醛樹脂膠粘劑的形成原理是在堿的存在下，苯酚分子中酚羥基的對位和兩個鄰位的氫與甲醛反應(yīng)，生成各種羥甲基酚的異構(gòu)體。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>所生成的羥甲基酚異構(gòu)體，除了能繼續(xù)和苯酚反應(yīng)外，也可以與甲醛反應(yīng)生成多羥基甲基酚。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>CH2OH各種羥甲基酚能相互反應(yīng)，也能和酚、醛反應(yīng)，形成初期酚醛樹脂，然后進(jìn)一步發(fā)生縮聚反應(yīng)得到分子結(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀的酚酸樹脂最終形式。造紙黑液屮的主要成份是木質(zhì)素和堿，而木質(zhì)素的主體結(jié)構(gòu)，目前認(rèn)為以苯丙烷為主，丄L只有三種基本結(jié)構(gòu)(非縮合型結(jié)構(gòu))，艮口<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>愈創(chuàng)木實結(jié)構(gòu)紫r香基結(jié)構(gòu)對羥基基結(jié)構(gòu)木質(zhì)素結(jié)構(gòu)中存在較多的羥基，以醇羥基和酚羥基兩種形式存在。在堿的存在下，木質(zhì)紫具有與甲醛生成羥甲基的反應(yīng)，包括兩個方面，一是木質(zhì)素芳環(huán)上存在的空位上可以發(fā)生羥甲基反應(yīng)，二是芳環(huán)側(cè)鍵上也可發(fā)生羥甲基化反應(yīng)。因此，從現(xiàn)論上來講，用造紙黑液制得的復(fù)合板材膠粘劑游離甲醛含量很低或無游離屮醛存在，且耐水性應(yīng)該很好。同時，這種基本結(jié)構(gòu)和反應(yīng)也為造紙黑液能夠用于制備造紙黑液膠粘劑，且用于制造復(fù)合板材創(chuàng)造了基本條件。馬鈴薯淀粉渣中含有多羥基，它們能與游離甲醛形成縮醛，從而防止游離甲醛釋放進(jìn)入空氣，減少污染。同吋，造紙黑液膠粘劑與馬鈴薯淀粉渣或馬鈴薯淀粉渣分子結(jié)構(gòu)中的葡萄糖單元中Ce上的醛基，在板材生產(chǎn)的熱壓固化階段，反應(yīng)生成半縮醛及縮醛，形成交聯(lián)的體型結(jié)構(gòu)，故可增加膠的粘合強(qiáng)度和耐水性。另外，它還可以作為填料加入膠中，其填充作用可降低膠層的體積收縮，從而減少同體枳收縮產(chǎn)生的壓力。并可提高產(chǎn)品的固含量，去掉原工藝中的真空脫水操作，使得原料消耗和操作費(fèi)用同時降低。具體實施方式實施例1一、在500ml容器中加入苯酚15g，升溫到4(TC時投加156g造紙黑液，攪拌下加入16g氫氧化鈉，溶液的溫度保持在45。C時反應(yīng)30分鐘，在溶液中加入36M的甲醛50g，溶液的溫度保持在45。C時反應(yīng)30分鐘，然后在30分鐘內(nèi)將溶液升溫到8(TC，再加入36%的甲醛30g，在8CTC時攪拌反應(yīng)120分鐘，反應(yīng)后在30分鐘內(nèi)將溶液升溫到85。C，溶液保持該溫度10分鐘，然后在20分鐘內(nèi)將溶液降溫到8(TC，保持該溫度40分鐘，再加入50g造紙黑液，溶液的溫度保持在8(TC攪拌反應(yīng)30分鐘制得原膠；二、在步驟一制得的l份原膠中加入尿素6g，溶液的溫度保持在8(TC時攪拌反應(yīng)30分鐘；三、將歩驟二制得的膠劑中再加入馬鈴薯淀粉渣5g，室溫下攪拌反應(yīng)30分鐘制得造紙黑液膠粘劑。一、在500ml容器中加入苯酚15g，升溫到5(TC時投加156g造紙黑液，攪拌下加入16g氣氧化鈉，溶液的溫度保持在55X:時反應(yīng)30分鐘，在溶液中加入36%的甲醛50§，溶液的溫度保持在55"C反應(yīng)30分鐘，然后在30分鐘內(nèi)將溶液升溫到85。C，再加入36。/。的甲醛40g，在85。C時攪拌反應(yīng)120分鐘，在30分鐘內(nèi)將溶液升溫到95°C，溶液保持該溫度10分鐘，然后在20分鐘內(nèi)將溶液降溫到85t:，保持該溫度40分鐘，40分鐘后再加入80g造紙黑液，溶液的溫度保持在85t攪拌反應(yīng)30分鐘制得原膠；二、在歩驟一制得的i份原膠中加入乙撐基脲10g，溶液的溫度保持在85'C時攪拌反應(yīng)30分鐘；三、將歩驟二制得的膠劑中再加入馬鈴薯淀粉渣10g，室溫下攪拌反應(yīng)30分鐘制得造紙黑液膠粘劑。實施例3一、在500ml容器中加入苯酚15g，升溫到40。C時投加156g造紙黑液，攪拌下加入16g氫氧化鈉，溶液的溫度保持在45。C時反應(yīng)30分鐘，在溶液中加入36呢的甲醛5()g,溶液的溫度保持在45。C時反應(yīng)30分鐘，然后在30分鐘內(nèi)將溶液升溫到8(TC,再加入36%的甲醛40§，在80。C時攪拌反應(yīng)120分鐘，反應(yīng)后在30分鐘內(nèi)將溶液升溫到85°C，溶液保持該溫度10分鐘，然后在20分鐘內(nèi)將溶液降溫到8(TC，保持該溫度40分鐘，40分鐘后再加入80g造紙黑液，溶液的溫度保持在8(TC攪拌反應(yīng)30分鐘制得原膠；二、在歩驟一制得的1份原膠中加入三聚氰胺10g，溶液的溫度保持在80"C時攪拌反應(yīng)30分鐘；三、將步驟二制得的膠劑中再加入馬鈴薯淀粉渣10g，室溫下攪拌反應(yīng)30分鐘制得造紙黑液膠粘劑。造紙黑液膠粘劑分析結(jié)果:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1.一種造紙黑液膠粘劑的制備方法，其特征在于它是由以下步驟制得，一、在500ml容器中加入縮聚劑0.15份，升溫到40℃～50℃時投加1.56份造紙黑液，攪拌下加入0.16份催化劑，溶液的溫度保持在45℃～55℃時反應(yīng)30分鐘，在溶液中加入36％的甲醛0.50份，溶液的溫度保持在45℃～55℃時反應(yīng)30分鐘，然后在30分鐘內(nèi)將溶液升溫到80℃～85℃，再加入36％的甲醛0.30份～0.40份，在80℃～85℃時攪拌反應(yīng)120分鐘，在30分鐘內(nèi)將溶液升溫到85℃～95℃，溶液保持該溫度10分鐘，然后在20分鐘內(nèi)將溶液降溫到80℃～85℃，保持該溫度40分鐘，再加入0.50份～0.80份造紙黑液，溶液的溫度保持在80℃～85℃攪拌反應(yīng)30分鐘制得原膠；二、在步驟一制得的1份原膠中加入甲醛捕獲劑0.06份～0.10份，溶液的溫度保持在80℃～85℃時攪拌反應(yīng)30分鐘；三、將步驟二制得的膠劑中再加入馬鈴薯淀粉渣0.05份～0.10份，室溫下攪拌反應(yīng)30分鐘制得造紙黑液膠粘劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種造紙黑液膠粘劑的制備方法，其特征在于所述甲醛捕捉劑為乙撐基脲。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種造紙黑液膠粘劑的制備方法，其特征在于所述甲酸捕捉劑為者三聚氰胺。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種造紙黑液膠粘劑的制備方法，其特征在于所述縮聚劑為苯酚，催化劑為氫氧化鈉。全文摘要本發(fā)明公開了一種造紙黑液膠粘劑的制備方法，是通過乙撐基脲、三聚氰胺或者聚乙烯醇為甲醛捕捉劑，加入尿素、馬鈴薯淀粉渣、脲醛樹脂反應(yīng)后制得的一種膠粘劑。本發(fā)明一方面可以降低板材的甲醛釋放量和改善其耐水性能，另一方面可以為造紙黑液或從造紙黑液中提取出的木質(zhì)素的綜合利用找到有效途徑。文檔編號C09J103/00GK101191039SQ20061010497公開日2008年6月4日申請日期2006年11月20日優(yōu)先權(quán)日2006年11月20日發(fā)明者濤劉,武小莉,石輝文申請人:蘭州大學(xué)