一种复合地板用磺甲基化木质素改性尿素-酚醛树脂胶黏剂的制备方法技术

技术编号:19445476 阅读:24 留言:0更新日期:2018-11-14 16:18
本发明专利技术公开了一种复合地板用磺甲基化木质素改性尿素‑酚醛树脂胶黏剂的制备方法,包括:第一步:将甲醛(F)溶液、苯酚(P)、磺甲基化木质素(SAL)、尿素(U)混合,其中SAL/(SAL+P)质量比为0~50%,F/(P+U+SAL)的摩尔比为0.70~0.85,加入一定量催化剂,升温至60℃以上反应30~100min;第二步:加入甲醛溶液和尿素,使F/(P+U+SAL)的摩尔比为1.03~1.13,用碱液控制温度在60~95℃反应50~100min;第三步:加入甲醛溶液和碱液,使体系中的F/(P+U+SAL)的摩尔比变为1.05~1.20,在70℃以上反应40~90min;第四步:加入尿素使F/(P+U+SAL)的最终摩尔比为0.95~1.66,用碱液将最终溶液PH调为12.5~13.5反应,至黏度达到要求。制备的复合木板用胶黏剂适用期大于90天,压制的实木复合地板胶合板强度符合II类胶合板要求,甲醛释放量符合E0级水平。

【技术实现步骤摘要】
一种复合地板用磺甲基化木质素改性尿素-酚醛树脂胶黏剂的制备方法
本专利技术涉及复合地板用磺甲基化木质素改性尿素-酚醛树脂胶黏剂的制备方法,具体是用磺甲基化木质素取代一部分苯酚合成尿素-酚醛(PUF)树脂,制备木材胶黏剂用于复合地板生产,得到低甲醛、低成本的环境友好型产品。
技术介绍
随着化石资源的日益枯竭,生物质资源得到逐渐重视,为加强我国林木剩余物资源利用的广度和深度的研究,制备生物质基复合材料成为研究发展的一个重点。制浆过程中产生的大量碱木质素对环境压力较大,然而木质素是含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香性高聚物,结构单元中存在大量的羟基,可以替代部分苯酚作为制备PUF树脂的原料,减少资源浪费的同时也缓解了树脂合成对化石原料的依赖。碱木质素分子量分布不均,甲氧基含量较高,活性较差,碱木质素磺甲基化后具有良好的水溶性,反应更充分,得到的胶黏剂性能较好“四种E0级胶合板用PUF树脂结构与性能关系的研究”中介绍了PUF树脂胶压制的胶合板强度与树脂苯酚含量和-CH2OH含量有关;PUF树脂压制的杨木三合板甲醛释放量与树脂的游离甲醛和-CH2OCH2-含量有关。本专利专利技术通过研究,综合探索找到合适的原料质量比和摩尔比,得到成熟的方案和配方。
技术实现思路
解决的技术问题:为了减少生物质资源浪费、减缓石化资源枯竭速度、降低木材胶黏剂的成本等问题,本专利技术提出了一种磺甲基化木质素改性PUF树脂木材胶黏剂的制备方法,用于复合地板的制备。一方面通过原料成分分析及全质化利用技术,实现磺甲基化木质素以及尿素的高配比使用,降低PUF木材胶黏剂树脂的综合生产成本:另一方面随着SAL和U加入量的增加,虽然树脂的成本降低,但也会造成用该树脂的人造板的胶合强度下降,本专利技术也解决了此问题。技术方案:一种复合地板用磺甲基化木质素改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法,其特征在于按质量份,组成为:第一步:将甲醛(F)溶液、苯酚(P)、磺甲基化木质素(SAL)、尿素(U)混合,此时反应体系的SAL/(SAL+P)质量比为0~50%,F/(P+U+SAL)的摩尔比为0.70~0.85,加入一定量催化剂,升温至60℃以上反应30~100min;第二步:加入甲醛溶液和尿素,使体系中的F/(P+U+SAL)的摩尔比变为1.03~1.13,用碱液控制温度在60~95℃反应50~100min;第三步:加入甲醛溶液和碱液,使体系中的F/(P+U+SAL)的摩尔比变为1.05~1.20,在70℃以上反应40~90min;第四步:加入尿素使F/(P+U+SAL)的最终摩尔比为0.95~1.66,用碱液将最终溶液pH调为12.5~13.5反应,至黏度达到要求。所述磺甲基化木质素为以木质素为原料经氧化后用磺化剂磺化制得。所述的碱液为氢氧化钠、氢氧化钙、和氢氧化钡中的任意一种,保证磺甲基化木质素改性尿素-酚醛木材胶黏剂树脂的最终pH=12.5~13.5。所用的甲醛溶液可选用多聚甲醛和乙二醛中的任意一种配制成不同浓度。所述的催化剂为二价金属离子的氧化物(CaO、MgO)或盐,用量为0~2wt%P。胶黏剂树脂固体含量为40~60%。有益效果:1.本专利技术利用磺甲基化木质素替代部分苯酚制备尿素-酚醛树脂,苯酚替代率高。其中,磺甲基化木质素替代苯酚0~50%,充分利用了林业生物质废弃物部分替代苯酚制备磺甲基化木质素改性尿素-酚醛树脂,具有一定的经济、环境和社会价值;2.本专利技术使用的碱木质素与木质素磺酸盐相比,其分子量分布不均,甲氧基含量较高,活性较差,碱木质素磺甲基化后具有良好的水溶性,反应更充分,得到的胶黏剂性能较好;3.本专利技术制备磺甲基化木质素改性的尿素-酚醛树脂,无后续处理,操作简单,可制备高固含后直接加水调节其固含量;制备的复合木板用胶黏剂适用期大于90天4.本专利技术磺甲基化木质素改性的尿素-酚醛树脂按GB/T17657-2013中4.17规定进行处理,测定其胶合板胶合强度,合格率远高于规定标准。5.本专利技术磺甲基化木质素改性的尿素-酚醛树脂按GB/T17657-2013中4.59干燥器法测定甲醛释放量,测定的浓度远小于国家E0标准。具体实施方式本专利技术实施例中的所选的药品全为分析纯级别。下面结合具体事例,进一步阐明本专利技术的方案和效果。一种磺甲基化木质素改性尿素-酚醛树脂的制备方法,组成为:第一步:将甲醛(F)溶液、苯酚(P)、磺甲基化木质素(SAL)、尿素(U)混合,此时反应体系的SAL/(SAL+P)质量比为0~50%,F/(P+U+SAL)的摩尔比为0.70~0.85,加入一定量量0.3~0.5wt%P的催化剂,升温至60℃以上反应30~100min;第二步:加入甲醛溶液和尿素,使体系中的F/(P+U+SAL)的摩尔比变为1.03~1.13,加入4.5~7.0wt%P的碱液,温度在60~95℃反应50~100min;第三步:加入甲醛溶液和6.5~12.0wt%P的碱液,使体系中的F/(P+U+SAL)的摩尔比变为1.05~1.20,在70℃以上反应40~90min;第四步:加入尿素使F/(P+U+SAL)的最终摩尔比为0.95~1.66,用11.0~16.0wt%P的碱液将最终溶液pH调为12.5~13.5反应,至黏度达到要求。上述所用醛的浓度为36~38%,碱液浓度为40%或50%,实施例1:第一步:在反应釜中加入200份苯酚、150份甲醛溶液(37%)、16份尿素、0.7份CaO升温至88℃,开始计时反应50min;第二步,加入150份甲醛溶液(37%)和16份尿素,并通过滴加25份NaOH溶液(50%),控制反应温度升高至85℃,反应50min;第三步,加入100份甲醛溶液(37%),并通过滴加25份NaOH溶液(50%),控制反应温度85-90℃反应40min;第四步,加入18份尿素,通过加入90份NaOH溶液(50%),控制反应温度80~85℃,反应30min,调节pH值至12.5~13.5,测定粘度至300~500mPa·S一定范围内,冷却出料。配制磺甲基化木质素改性尿素-酚醛树脂木材胶黏剂,添加质量分数为20%的面粉,上胶量为300~320g/m2单板,压制的桉杨复合五合板,检测结果列于附表1。实施例2:第一步:在反应釜中加入150份苯酚、50份磺甲基化木质素、150份多聚甲醛溶液(37%)、28份尿素、0.7份CaO升温至88℃,开始计时反应60min第二步,加入150份多聚甲醛溶液(37%)和28份尿素,并通过滴加40份NaOH溶液(40%),控制反应温度升高至85~90℃,反应60min;第三步,加入106份多聚甲醛溶液(37%),并通过滴加40份NaOH溶液(40%),控制反应温度85-90℃反应50min;第四步,加入30份尿素,通过加入115份NaOH溶液(40%),控制反应温度80~85℃,反应50min,调节pH值至12.5~13.5,测定粘度至300~500mPa·S一定范围内,冷却出料。配制磺甲基化木质素改性尿素-酚醛树脂木材胶黏剂,添加质量分数为20%的面粉,上胶量为300~320g/m2单板,压制的桉杨复合五合板,检测结果列于附表1。实施例3:第一步:在反应釜中加入100份苯酚、100份磺甲基化木质素、170份甲醛溶液(37%本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合地板用磺甲基化木质素改性尿素‑酚醛树脂胶黏剂的制备方法,其特征在于:第一步:将甲醛(F)溶液、苯酚(P)、磺甲基化木质素(SAL)、尿素(U)混合,此时反应体系的SAL/(SAL+P)质量比为0~50%,F/(P+U+SAL)的摩尔比为0.70~0.85,加入一定量催化剂,升温至60℃以上反应30~100min;第二步:加入甲醛溶液和尿素,使体系中的F/(P+U+SAL)的摩尔比变为1.03~1.13,用碱液控制温度在60~95℃反应50~100min;第三步:加入甲醛溶液和碱液,使体系中的F/(P+U+SAL)的摩尔比变为1.05~1.20,在70℃以上反应40~90min;第四步:加入尿素使F/(P+U+SAL)的最终摩尔比为0.95~1.66,用碱液将最终溶液pH调为12.5~13.5反应,至黏度达到要求。

【技术特征摘要】
1.一种复合地板用磺甲基化木质素改性尿素-酚醛树脂胶黏剂的制备方法,其特征在于:第一步:将甲醛(F)溶液、苯酚(P)、磺甲基化木质素(SAL)、尿素(U)混合,此时反应体系的SAL/(SAL+P)质量比为0~50%,F/(P+U+SAL)的摩尔比为0.70~0.85,加入一定量催化剂,升温至60℃以上反应30~100min;第二步:加入甲醛溶液和尿素,使体系中的F/(P+U+SAL)的摩尔比变为1.03~1.13,用碱液控制温度在60~95℃反应50~100min;第三步:加入甲醛溶液和碱液,使体系中的F/(P+U+SAL)的摩尔比变为1.05~1.20,在70℃以上反应40~90min;第四步:加入尿素使F/(P+U+SAL)的最终摩尔比为0.95~1.66,用碱液将最终溶液pH调为12.5~13.5反应,至黏度达到要求。2.根据权利要求1所述复合地板用磺甲基化木质素改性尿素-酚醛树脂胶黏剂的制备方法,其特征在于:所述磺甲基化木质素为以木质素为原料经氧化后用磺化剂磺化制得。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈日清王荣兴张祖新王春鹏储富祥
申请(专利权)人:中国林业科学研究院林产化学工业研究所
类型:发明
国别省市:江苏,32

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1