本发明专利技术涉及一种含有酚化生物质物质，和熔点１００℃和１００℃以下苯酚以外的反应性物质的生物质树脂组合物。该生物质组合物，在酸催化剂存在下，通过使生物质物质与用酚类酚化反应制造酚化生物质物质的工序中，向反应体系内添加苯酚衍生物质或干性油之类反应性物质的方法制造。本发明专利技术目的在于提供一种能够自由控制熔点，流动性、加工性、耐水性和耐冲击性等优良，而且制造方法简便的生物质树脂组合物及其制造方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物质树脂组合物及其制造方法。而且本专利技术也涉及由该生物质树脂组合物构成的源于生物质的固化性树脂组合物、热固性生物质树脂成型材料和热固性生物质树脂成型制品。本专利技术的源于生物质的固化性组合物，熔点低、成型性良好、所得到的成型制品在挠性、冲击强度和耐水性等方面均优良，特别适于作为各种有机或无机原材料的粘合剂(结合剂)和含浸用清漆、成型材料用树脂使用。
技术介绍
酚醛树脂除价格低廉以外，由于在成型性、机械特性、耐热性、电绝缘性和耐化学药品性等方面也具有优良特性，所以作为各种成型材料、电气部件、机械部件、叠层材料、涂料、抛光材料、研磨材料等用的树脂，在产业上得到了广泛应用。酚醛树脂，通常是通过在酸性或碱性催化剂存在下通过将酚醛与甲醛加热反应的方式制造。固化时，对于线型酚醛清漆的情况下可以并用六亚甲基四胺，可以得到通过加热不溶性和不熔性的固化树脂。在可溶性酚醛树脂型的情况下，由于具有自固化性，所以通常在无固化剂的条件下通过加热等固化。已知通过采用木粉代替甲醛类与苯酚反应，与线型酚醛清漆型酚醛树脂同样，可以得到能够用六亚甲基四胺固化的树脂。对于这种树脂的制造而言，使用丰富存在的木质废料，无需使用甲醛类，同时还能大幅度减少苯酚的用量，所以在环境和资源两方面都具有巨大价值。作为其反应方法，报道有无催化剂高温法(例如参照特开昭61-261358公报、特开平3-59035公报和特开平3-126728等号公报)和酸催化剂法(例如参照特公昭61-2697和特愿平2-175578等号公报)。无催化剂高温法，在使用耐压反应装置等设备上不利，同时反应中因木材容易产生热分解，所以生成物的树脂收率低，作为树脂原料的反应性能也低。另一方面，在酸催化剂法中，在催化剂的作用下主要产生木材被溶剂分解以及在木质成分与苯酚类之间产生反应，因导入苯酚核而可以得到具有高反应性能的树脂生成物。因此，关于酸催化剂法做了许多研究。然而，通过木材与酚类之间的化学反应(木材的酚化)而得到的树脂组合物，除去未反应的过量酚类后的熔点通常高达120～150℃，在使用性能和成型加工性能方面，与已有的线型酚醛树脂(熔点60～110℃)相比显著差。而且熔点处于120℃和120℃以上的木材树脂，由于熔点与由通常的固化剂(六亚甲基四胺)引起的交联反应温度接近，在成型加工时，由于当树脂充分流动之前就开始产生交联反应，所以固化反应将变得不均一，同时在成型物内部还存在空洞和气泡等缺陷。其结果，所得到的成型物在力学强度和耐丙酮性等方面，比市售的线型酚醛树脂还差。此外，由于木材树脂的熔点高，在树脂制造过程中，还会给精制、输送、排出和设备维护等工序带来困难。不仅如此，在木材等的生物质固有的亲水性的影响下，使得到的木材树脂及其固化生成物的吸水性增强，成型材料等制品的耐水性差。而且与已往的合成类苯酚/甲醛树脂相比，用苯酚/木材树脂制造的成型物等制品脆性显著，挠性和冲击强度低。为了降低木材树脂的熔点，有人提出在木材的酚化反应后，将残存在反应生成物中未反应的苯酚作为一部分增塑剂，使之在树脂中残留的方法(例如参照特愿平3-328078号公报)。按照这种方法虽然能够降低软化点，使作为成型材料用树脂的性能有一定程度提高，但是在未反应苯酚的影响下，胶凝时间加快，限制了成型性效果的提高。此外，大量存在于树脂中的未反应的苯酚，从对操作人员的健康和对环境产生有害影响方面来看也不好。此外特开平6-192357号公报中，公开了一种通过在木材与苯酚之间的反应中存在相当于木材50倍的大过量苯酚，使木材树脂的熔点降低的方法。采用这种方法虽然能够木材树脂的熔点降低到100℃和100℃以下，但是由于在反应中使用了大过量的苯酚，所以作为产品的木材树脂相对于反应物总量的收率低，反应设备的效率差。而且反应后，要除去大量未反应的苯酚需要很长时间和很大能量，因而使木材树脂的成本增高，实用性降低。总之以上方法在降低树脂的熔点上虽然有一定效果，但是却不能改善木材树脂的耐水性和挠性。综上所述，迄今为止在木材树脂的制造上存在困难，同时还存在熔点高或者成型加工性和物质性能不足的问题，尚未达到实用化阶段。本专利技术目的在于提供一种能够自由控制熔点，流动性、加工性和固化反应后的性能优良，而且制造方法也简单的生物质树脂组合物及其制造方法。而且本专利技术目的还在于提供一种由生物质树脂组合物构成的固化性生物质树脂组合物、结合剂、热固性生物质树脂成型材料、以及由结合剂或热固性生物质树脂成型材料组成的成型制品。专利技术的公开为了解决上述课题，研究了木材等生物质物质原料与苯酚反应生成物的化学结构特征，并与已有的苯酚/甲醛树脂的化学结构进行了比较。结果发现，已有的酚醛清漆型线型苯酚/甲醛树脂主要呈直链状分子结构，而苯酚/生物质树脂却具有支链状分子结构。这是因为生物质物质与苯酚的反应性能强，反应位点多，反应时生物质物质被苯酚溶剂分解后，与苯酚或其他生物质物质成分进一步反应，从而形成支链结构的缘故。特别是一旦与生物质物质结合的苯酚量增多，这种支链结构就会进一步复杂化，使苯酚/生物质树脂的热流动性进一步降低，同时在分子结构上也缺乏柔软性。而且对于已有的苯酚/甲醛树脂而言，含有二核体、三核体等分子量低且熔点也低的成分多，而对于苯酚/生物质树脂来说，几乎不合有这种低分子成分(参见附附图说明图1)。而且作为生物质物质构成成分的烃类含有许多羟基，是亲水性强的物质，在其影响下得到的生物质树脂也容易吸水，所以耐水性不足。由于这种苯酚/生物质树脂的组成和结构上的特征，苯酚/生物质树脂与已有的苯酚/甲醛树脂相比，尽管具有低的平均分子量，但是由于具有显著高的熔点(参见表1)，而且在物性上也比已有的酚醛树脂差。鉴于此对苯酚/生物质树脂的化学结构和组成进行了深入研究，结果发现应当在苯酚/生物质树脂中添加苯酚以外的熔点处于100℃和100℃以下的反应性物质，特别是能够赋予柔软性和疏水性的性质的油类物质，此外在使生物质物质酚化的苯酚/生物质树脂制造工序中，通过使这些反应性物质或者反应性物质的前体共存，则可达到本专利技术目的，从而完成了本专利技术。也就是说，本专利技术涉及一种由酚化生物质物质和熔点100℃和100℃以下的反应性物质构成的生物质树脂组合物。上记的生物质树脂组合物，其中优选含有在酸催化剂存在下，通过使生物质物质、苯酚和熔点100℃和100℃以下的反应性物质反应得到的生成物。所述的反应性物质，优选从酚类、苯酚衍生物质和酚类与醛的缩合物中选出的一种和一种以上的化合物。反应性物质从价格低廉和容易得到来看，优选丁基苯酚、辛基苯酚、壬基苯酚、苄基苯酚或苄基苯基醚。反应性物质，作为含具有不饱和键的脂肪族链的油，因为其对耐水性和挠性的提高效果大而优选。反应性物质从容易得到来看，优选干性油。干性油是从桐油、亚麻子油和腰果油中选出的一种和一种以上的物质，因其耐水性提高效果更好而优选。生物质物质为木质素纤维素物质的情况下，由于其价格低廉，同时得到的树脂组合物的性能也优良而优选。反应性物质的配合量，优选相对于生物质树脂组合物全体为3～50重量％。而且本专利技术涉及一种在酸催化剂存在下，通过用酚类使生物质物质酚化制造酚化生物质物质的工序中，向反应体系内添加反应性物质或反应性物质前体来制造上记生物质树脂组本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生物质树脂组合物，由酚化生物质物质和熔点１００℃和１００℃以下的反应性物质构成。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚耀广，北侧忠次，藤森源信，藤森薰，
申请(专利权)人：藤炭素株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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