專利名稱：一種秸稈粘結(jié)用酚醛樹脂的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粘接劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于秸稈粘結(jié)用酚醛樹脂的合成方法。
背景技術(shù)：
我國是農(nóng)作物秸稈資源十分豐富，木材資源相對缺乏的國家，除極少部分被作 為燃料、飼料及造紙使用外，更多的是作為廢棄物被農(nóng)民就地在田間地頭焚燒，工業(yè)化 利用率很低，不僅失去了秸稈的利用價(jià)值，且污染了環(huán)境。因此近年來，以環(huán)保的方式 處理秸稈一直是政府積極推行的思路，明令禁止田間焚燒。于是對秸稈再利用的研究逐 步增多，如秸稈發(fā)電、秸稈回田、高密度秸稈的焚燒代替燃煤等。還有將秸稈進(jìn)行截?cái)?初碎，用于壓制板材，替代木制產(chǎn)品，既保護(hù)了環(huán)境也節(jié)約了木材資源，具有很高的經(jīng) 濟(jì)利益與社會價(jià)值。但是，由于秸稈表面有一層類似蠟質(zhì)的保護(hù)層，傳統(tǒng)用于粘結(jié)木材的酚醛樹脂 以苯酚、甲醛、氫氧化鈉為原料合成，以尿素作為降醛劑，所以得到的酚醛樹脂本身為 極性結(jié)構(gòu)，很難穿透秸稈的非極性保護(hù)層；而粘結(jié)劑脲醛樹脂也屬于極性結(jié)構(gòu)分子，所 以均很難達(dá)到理想的粘結(jié)強(qiáng)度，只能使用價(jià)格更高的非極性分子異氰酸酯類粘結(jié)劑，其 嚴(yán)重阻礙秸稈壓制板材的產(chǎn)業(yè)化推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對不足，提出一種秸稈粘結(jié)用酚醛樹脂的合成方法，得到的酚醛樹脂 含有非極性結(jié)構(gòu)，容易粘結(jié)秸稈。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案一種秸稈粘結(jié)用酚醛樹脂 的合成方法，包括以下步驟①向反應(yīng)器中加入100重量份苯酚、5 30重量份的改性劑、0.5 3重量份的 酸類催化劑，升溫至130 150°C，保持恒溫3 5小時(shí)；降溫至60 80°C ；②向步驟①反應(yīng)器中加入10 25重量份的亞硫酸鹽、占總量60%的甲醛，調(diào)整 溫度至60 100°C，恒溫?cái)嚢柚?5°C下粘度為300 500CP ；其中苯酚與甲醛的摩爾比 為1 2 3;③調(diào)整步驟②反應(yīng)器中溫度至80 100°C，加入余下的甲醛，在80 100°C恒 溫?cái)嚢?，?5°C下粘度為1000 1500CP ；④向步驟③反應(yīng)器中加入20 40份尿素，迅速降溫，攪拌1 3小時(shí)。優(yōu)選的，步驟①中改性劑選自石蠟、桐油、妥兒油、腰果油中的一種和多種。優(yōu)選的，步驟①中酸類催化劑選自硫酸、苯磺酸、苯酚磺酸、對甲苯磺酸的一 種和多種。優(yōu)選的，步驟②亞硫酸鹽為亞硫酸鈉。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明得到酚醛樹脂結(jié)構(gòu)中擁有了非極性的烷基結(jié)構(gòu)，同時(shí)擁有極性的磺酸基團(tuán)、羥甲基、酚羥基等。在同一樹脂體系中既有非極性部分，又有極 性部分，這兩部分的官能團(tuán)既相互制約排斥，又各自起到其固有的作用，十分適宜于秸 稈類產(chǎn)品的粘結(jié)。引入的烷烴類非極性結(jié)構(gòu)能非常容易與秸稈表面的蠟質(zhì)層滲透粘連；極性的磺 酸基團(tuán)、羥甲基、酚羥基等能很好的粘接秸稈本身的纖維素類極性基團(tuán)，解決了普通水 溶性酚醛樹脂粘結(jié)時(shí)，由于蠟質(zhì)層的存在，粘結(jié)強(qiáng)度低的問題。同時(shí)，該工藝生產(chǎn)的酚 醛樹脂能與自身質(zhì)量10倍以上的水混溶，可以根據(jù)需要用水調(diào)整粘度用于浸泡秸稈而無 需有機(jī)溶劑，也可以與淀粉混合使用，且樹脂低的游離苯酚與甲醛，保證了生產(chǎn)與使用 板材時(shí)的環(huán)保問題。由于酚醛樹脂本身的耐熱、阻燃，能大幅提高板材的阻燃性，這是 任何工業(yè)化膠黏劑無可比擬的。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋 性，不應(yīng)對本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。下述百分含量均為重量百分含量。實(shí)施例1苯酚500g，桐油100g，硫酸5g，投入到帶有攪拌、回流裝置、溫度計(jì)的3000ml 三口反應(yīng)瓶中，升溫至140 150°C恒溫4小時(shí)，降溫至60°C，加入亞硫酸鈉75kg，甲 醛650g(37%工業(yè)甲醛)，調(diào)整溫度至60°C恒溫2小時(shí)，升溫至90°C恒溫至25°C下粘度為 300CP,降溫至80°C，加入甲醛430g(37%工業(yè)甲醛)，調(diào)整溫度至80°C反應(yīng)至25°C下粘 度為1500CP，加入尿素140g，攪勻全溶，降溫出料備用。實(shí)施例2苯酚500g，石蠟100g，硫酸5g，投入到帶有攪拌、回流裝置、溫度計(jì)的3000ml 三口反應(yīng)瓶中，升溫至140 150°C恒溫4小時(shí)，降溫至60°C，加入亞硫酸鈉90g，甲 醛600g(37%工業(yè)甲醛)，調(diào)整溫度至60°C恒溫2小時(shí)，升溫至90°C恒溫至25°C下粘度 400CP,降溫至80°C，加入甲醛400g(37%工業(yè)甲醛)，調(diào)整溫度至100°C反應(yīng)至25°C下 粘度1000CP，加入尿素140g，攪勻全溶，降溫出料備用。實(shí)施例3苯酚500g，石蠟40g，妥爾油60g，硫酸7g，投入到帶有攪拌、回流裝置、溫度 計(jì)的3000ml三口反應(yīng)瓶中，升溫至140 150°C恒溫4小時(shí)，降溫至60°C，加入亞硫酸 鈉100g，甲醛600g(37%工業(yè)甲醛)，調(diào)整溫度至60°C恒溫2小時(shí)，升溫至90°C恒溫至 25°C下粘度360CP，降溫至80°C，加入甲醛400g(37%工業(yè)甲醛)，調(diào)整溫度至87°C反應(yīng) 至25°C下粘度1300CP，加入尿素140g，攪勻全溶，降溫出料備用。對比例4苯酚500g，投入到帶有攪拌、溫度計(jì)的3000ml三口反應(yīng)瓶中，調(diào)整至60°C，加 入亞硫酸鈉75g，甲醛600kg(37%工業(yè)甲醛)，調(diào)整溫度至60°C恒溫2小時(shí)，升溫至90°C 恒溫至25°C下粘度370CP，降溫至80°C，加入甲醛400g(37%工業(yè)甲醛)，調(diào)整溫度至 90°C反應(yīng)至25°C下粘度為1400CP，降溫出料備用。性能檢測按照GB/18580-2001，GB/T9846.3-2004測定上述實(shí)施例1至4的 產(chǎn)品，結(jié)果見下表1和表2:
表1產(chǎn)品的性能指標(biāo)一
名稱游離苯酚％游離甲醛％固體含量％固化時(shí)間/120°C實(shí)施例10.2%0.31%659. Omin實(shí)施例20.120.4626.8min實(shí)施例30.190.33677.3min對比例40.450.7596. Imin表2產(chǎn)品的性能指標(biāo)
名稱含水率％平均膠合強(qiáng)度MPa有效試件合格率％甲醛釋放量％實(shí)施例191.92890.13實(shí)施例2111.72940.2實(shí)施例3111.55830.3對比例4100.67670.27本方法合成的樹脂，經(jīng)壓制板材完全能夠達(dá)到EO標(biāo)準(zhǔn)，該樹脂壓制的秸稈纖 維，適宜于除建筑模板、海洋板及室外板類的其它一些板材。以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也 應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種秸稈粘結(jié)用酚醛樹脂的合成方法，包括以下步驟①向反應(yīng)器中加入100重量份苯酚、5 30重量份的改性劑、0.5 3重量份的酸類 催化劑，升溫至130 150°C，保持恒溫3 5小時(shí)；降溫至60 80°C :②向步驟①反應(yīng)器中加入10 25重量份的亞硫酸鹽、占總量60%的甲醛，調(diào)整溫 度至60 100°C，恒溫?cái)嚢柚?5°C下粘度為300 500CP ；其中苯酚與甲醛的摩爾比為 1 2 3 ；③調(diào)整步驟②反應(yīng)器中溫度至80 100°C，加入余下的甲醛，在80 100°C恒溫?cái)?拌，至25°C下粘度為1000 1500CP ；④向步驟③反應(yīng)器中加入20 40份尿素，迅速降溫，攪拌1 3小時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于步驟①中改性劑選自石蠟、桐 油、妥兒油、腰果油中的一種和多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于步驟①中酸類催化劑選自硫酸、 苯磺酸、苯酚磺酸、對甲苯磺酸的一種和多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于步驟②亞硫酸鹽為亞硫酸鈉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種秸稈粘結(jié)用酚醛樹脂的合成方法，包括以下步驟①向反應(yīng)器中加入100重量份苯酚、5～30重量份的改性劑、0.5～3重量份的酸類催化劑，升溫至130～150℃，保持恒溫3～5小時(shí)；降溫至60～80℃；②向步驟①反應(yīng)器中加入10～25重量份的亞硫酸鹽、占總量60％的甲醛，調(diào)整溫度至60～100℃，恒溫?cái)嚢柚?5℃下粘度為300～500CP；其中苯酚與甲醛的摩爾比為1∶2～3；③調(diào)整步驟②反應(yīng)器中溫度至80～100℃，加入余下的甲醛，在80～100℃恒溫?cái)嚢?，?5℃下粘度為1000～1500CP；④向步驟③反應(yīng)器中加入20～40份尿素，迅速降溫，攪拌1～3小時(shí)。本發(fā)明得到酚醛樹脂結(jié)構(gòu)中擁有了非極性的烷基結(jié)構(gòu)，同時(shí)擁有極性的基團(tuán)，十分適宜于秸稈類產(chǎn)品的粘結(jié)。
文檔編號C09J161/34GK102010492SQ20101052327
公開日2011年4月13日 申請日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者唐路林, 姜廣鋒, 邢介名 申請人:山東圣泉化工股份有限公司