專利名稱：用針葉材全樹皮制膠粘劑的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種樹皮制膠粘劑。
制造膠合板是改善木材性能，提高木材利用率的重要途徑。傳統(tǒng)膠合板工業(yè)用膠粘劑是合成的酚醛樹脂和脲醛樹脂。由于合成的酚醛樹脂和脲醛樹脂原料來源短缺，價格高以及能耗高等原因，國內外都在研究利用天然膠粘劑，以部分代替合成樹脂的辦法。較早開發(fā)的是從含單寧量高的樹皮中浸提出單寧，然后與酚醛樹脂縮合而制造單寧-酚醛樹脂膠。
黑龍江省林產工業(yè)研究所姚忻等人在《林業(yè)科技》Vol.16，No.2(1991)報道了一種落葉松樹皮抽出物和酚醛樹脂膠混合制造單寧-酚醛樹脂膠，用作膠合板膠粘劑。
中國林業(yè)科學研究院張英伯等在《林產化學與工業(yè)》No.2(1981)P1-10報道了用稀堿浸提落葉松樹皮，所得的浸提物加少量多聚甲醛和石臘調膠，制成膠粘劑，用來壓制刨花板。該工藝需首先從樹皮中提取單寧，然后制膠的工藝對于樹皮中含單寧成份較高的樹種，例如落葉松等是可行的。但是浸提工序繁復，樹皮的利用率低，成本高，廢渣很難處理。
美國專利No.4045386公開了一種堿處理的樹皮，單寧和甲醛組成的樹脂膠的制作工藝，樹皮經堿處理后，用酸調PH值至5-7，然后加到單寧溶液中，并加入多聚甲醛和面粉。這種膠粘劑可用于壓制普通膠合板，但所用單寧還是要預先從樹皮中提取。
美國專利No.4169077公開了一種堿樹皮改性酚醛樹脂的制造方法，首先把樹皮、水、苯酚、甲酚和總堿量三分之一的堿混合在一起，反應至粘度達1000厘泊，再加入總堿量三分之一的堿反應一段時間，冷卻至室溫，再加入其余三分之一的堿。如此制作的膠粘劑適合于壓制各種單板的膠合板。但膠粘劑中的游離酚很難控制。
本發(fā)明的目的是提供一種適合于利用中國針葉材，特別是馬尾松和杉木全樹皮制造膠粘劑的方法。
本發(fā)明的詳細內容說明如下。
本發(fā)明適用的原料是針液材全樹皮，包括油松，紅松，馬尾松，云南松，海南松，華山松，落葉松，紅杉，柳杉，杉木等樹種的全樹皮。
本發(fā)明的方法由下列步驟組成。
(1)、在常壓下，把經過曬干，粉碎，過篩，粒度為80-200目的針葉材全樹皮粉與堿和水按重量比為1∶(0.20～0.45)∶(2～6)的比例混合。所說的堿可以是NaOH，KOH或Na2CO3，最好是NaOH。也可以預先把堿溶在水中，配成水溶液，然后與樹皮粉混合，再在攪拌下加熱至92～98℃，反應2～5小時。
(2)、下面A、B、C三個步驟都可以做為步驟(1)的后續(xù)步驟，制備本發(fā)明的中間體樹皮膠。
A、將步驟(1)的物料冷卻至65～40℃，加入醛類化合物，所說的醛類化合物是甲醛，多聚甲醛，乙醛或糠醛，最好是甲醛。加入的醛類化合物與針葉材全樹皮粉的重量比是(0.05～0.20)∶1，反應15-30分鐘，制成樹皮膠;
B、將步驟(1)的物料冷卻至60～70℃，再加入氨基化合物，并攪拌反應10-20分鐘，所說的氨基化合物是尿素，硫脲，三聚氰胺或苯胺，最好是尿素。加入的氨基化合物與針葉材全樹皮粉的重量比是(0.03～0.12)∶1。再把反應物料冷卻至40～50℃，加入醛類化合物，所說的醛類化合物是甲醛，多聚甲醛，乙醛或糠醛，尤其合適的是甲醛。加入的醛類化合物與全樹皮粉的重量比是(0.1～0.35)∶1，繼續(xù)攪拌反應15-25分鐘，制成樹皮膠。
C、將步驟(1)的物料冷卻至40℃，加入脲醛預縮體，加入的脲醛預縮體與針葉材全樹皮粉的重量比是(0.1～0.3)∶1，然后升溫至50～70℃，反應15-30分鐘，再冷卻至40℃，制成樹皮膠。所說的脲醛預縮體是尿素與甲醛按摩爾比1∶(1.5～5)，在20-30℃下，PH值9.0～10.0，反應8小時而制得的。
(3)、將步驟(2)所得的樹皮膠在常溫下與水溶性酚醛樹脂按重量比1∶(0.25～4)混合攪拌即得本發(fā)明的膠粘劑。也可以加入少量其它填充劑，如面粉，糊精，豆粉，血粉，羧甲基纖維素等，加入量為混合物總量的0%～10%。
本發(fā)明的膠粘劑適合于壓制室外用人造板用膠，具有耐水性能好，游離酚含量極低(0-0.22%)，環(huán)境污染小，制造工藝簡單，原料樹皮利用率高和成本低的特點。
下面用實施例對本發(fā)明做進一步說明。
實施例1粒度為100～120目的馬尾松全樹皮粉245克和NaOH110克，水623克攪拌混合，在95℃下加熱反應3小時，然后冷卻至40℃，再加30克脲醛預縮體，升溫至60℃，反應20分鐘，再冷卻至40℃，制成樹皮膠。
脲醛預縮體是100克濃度37%的甲醛，加37克尿素，用NaOH調節(jié)PH為9.5，在30℃下反應8小時而制得的。
所得樹皮膠為黑褐色粘稠液，固體含量29.8%，粘度10.5Pa·S，PH值13.2。
取50克上述樹皮膠加50克水溶性酚醛樹脂，攪拌均勻，用于壓制三張三層膠合板，板的規(guī)格為300×300×4(mm3)，涂膠量300克/m2(雙面)，熱壓溫度140℃，壓力1.4MPa，熱壓時間4分鐘。板按國家標準GB9846.1-12-88制取試件，并按Ⅰ類膠合板快速檢驗方法(即試件在沸水中煮3小時，測得結果再乘以系數0.9)檢驗，36個試件的膠合強度全部大于0.80MPa，平均1.56MPa，超過國家標準規(guī)定的指標。
實施例2165克粒度為80～100目的杉木樹皮粉加826克濃度6%的NaOH水溶液，在95℃反應5小時，冷卻至35℃，加入脲醛預縮體15克，升溫至70℃，反應15分鐘，再冷卻至40℃，制成樹皮膠。
脲醛預縮體的制備方法同實施例1。
所得樹皮膠為黑褐色粘稠液，固體含量25.2%，粘度8.6Pa·S，PH值12.7。
取上述樹皮膠60克加40克水溶液酚醛樹脂，2克面粉，攪拌均勻，用于壓制膠合板，壓板工藝和檢驗方法如實施例1，所得試件平均膠合強度1.31MPa，超過國家的指標值。
實施例3粒度80～100目的馬尾松樹皮粉185克加780克濃度為8%的NaOH水溶液，在92℃下反應4小時，冷卻至70℃，加9克尿素，攪拌20分鐘，再冷卻至50℃，加28克甲醛，攪拌20分鐘，再冷卻至40℃，制成樹皮膠。
所得樹皮膠固體含量26.9%，粘度9.6Pa·S，PH值為12.9。
取上述樹皮膠65克加35克水溶性酚醛樹脂，攪拌均勻，用于壓制膠合板，壓板工藝和檢驗方法如同實施例1，結果試件平均膠合強度1.43MPa，超過國家規(guī)定指標。
實施例4185克粒度為100～120目的馬尾松樹皮粉，加796.5克濃度10%的KOH水溶液，在95℃反應30分鐘，冷卻至65℃，加入18.5克濃度37%的甲醛，反應30分鐘，冷卻至40℃，制成樹皮膠。
所得樹皮膠為黑褐色粘稠液，固體含量27.1%，粘度9.0Pa·S，PH＝12.9貯存期(20℃)7天。
取上述樹皮膠50克，加50克水溶性酚醛樹脂，攪拌均勻，用于壓制膠合板，壓板工藝和檢驗方法如實施例1，所得試件平均膠合強度1.28MPa，超過國家標準規(guī)定的指標值。
實施例5185克粒度為100～120目的馬尾松樹皮粉加782克濃度10%的氫氧化鈉，在95℃反應4小時，冷卻至45℃，加入36克濃度37%的甲醛，反應25分鐘，制成樹皮膠。
所得樹皮膠為黑褐色粘稠液，固體含量27.2%，粘度9.2Pa·S，PH＝12.9，貯存期(20℃)4天。
取上述樹皮膠50克，加50克水溶性酚醛樹脂，攪拌均勻，用于壓制膠合板，壓板工藝和檢驗方法如實施例1，所得試件平均膠合強度1.36MPa，超過國家標準規(guī)定的指標值。
權利要求
1.一種用堿處理針葉材全樹皮制膠粘劑的方法，其特征是所說的方法由下列步驟組成(1)、在常壓下，把經過曬干，粉碎，過篩，粒度為80～200目的針葉材全樹皮粉與堿和水按重量比為1∶(0.20～0.45)∶(2～6)的比例混合，攪拌下加熱至92～98℃，反應2-5小時；(2)、從下面A.B.C步驟中選取一種，作為步驟(1)的后續(xù)步驟，制備樹皮膠A、將步驟(1)的物料冷卻至65～40℃，加入醛類化合物，加入的醛類化合物與針葉材全樹皮粉的重量比是(0.05～0.20)∶1，反應15-30分鐘，制成樹皮膠；B、將步驟(1)的物料冷卻至60～70℃，加入氨基化合物，并攪拌反應10-20分鐘，加入的氨基化合物與針葉材全樹皮粉的重量比是(0.03～0.12)∶1；再把物料冷卻至40～50℃，加入醛類化合物，加入的醛類化合物與全樹皮粉的重量比是(0.1～0.35)∶1，繼續(xù)攪拌反應15-25分鐘，制成樹皮膠；C、將步驟(1)的物料冷卻至40℃，加入脲醛預縮體，加入的脲醛預縮體與針葉材全樹皮粉的重量比是(0.1～0.3)∶1，然后升溫至50～70℃，反應15-30分鐘，再冷卻至40℃，制成樹皮膠；(3)、步驟(2)所得的樹皮膠在常溫下與水溶性酚醛樹脂按重量比1∶(0.25～4)混合攪拌，制成膠粘劑。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征是所說的堿是NaOH，KOH或Na2CO3，最好是NaOH。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征是所說的氨基化合物是尿素，硫脲，三聚氰胺或苯胺，最好是尿素。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征是所說的醛類化合物是甲醛，多聚甲醛，乙醛或糠醛，最好是甲醛。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征是所說的脲醛預縮體是尿素與甲醛按摩爾比1∶(1.5～5)，在20～30℃下，PH值9～10，反應8小時而制得的。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征是可加入填充劑，所說的填充劑為面粉，糊精，豆粉，血粉或羧甲基纖維素，填充劑加入量為混合物總量的0%～10%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用堿處理針葉材全樹皮制膠粘劑的方法。它將樹皮粉、堿和水混合，經攪拌加熱回流后冷卻，即加入氨基化合物和醛類化合物或脲醛預縮體或醛類化合物經反應后冷卻，所得的樹皮膠在常溫下與水溶性酚醛樹脂混合攪拌即得膠粘劑。它適合于壓制室外用人造板用膠，具有耐水性能好，游離酚含量極低，環(huán)境污染小，制造工藝簡單，原料樹皮利用率高和成本低的特點。適合于中國的針葉材，尤其是馬尾松和杉木全樹皮。
文檔編號C09J197/02GK1088243SQ92114949
公開日1994年6月22日 申請日期1992年12月12日 優(yōu)先權日1992年12月12日
發(fā)明者林巧佳, 何修善, 黃儒珠, 施權陸, 吳純初, 程捷 申請人:福建林學院