本发明专利技术公开了一种氧化淀粉改性酚醛树脂木材胶粘剂及其制备方法，该木材胶粘剂是首先用熔融的苯酚和甲醛合成热固性酚醛树脂低聚物；再在烘干的氧化淀粉中加酶解，得到氧化淀粉酶解物；然后用制得到氧化淀粉酶解物对酚醛树脂改性得到一种新型环保木材胶粘剂。本发明专利技术还公开了上述木材胶粘剂在木材工业中的应用。本发明专利技术用耐高温－α淀粉酶水解氧化淀粉，并将氧化淀粉酶解物改性酚醛树脂木材胶粘剂，提高了效率、节约能源。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生产木材用胶粘剂的技术，具体是指利用氧化淀粉改性酚醛树 脂制备木材胶粘剂的方法。
技术介绍
木材工业在很多国家的经济中发挥着重要作用，我国木材每年消耗量达215亿m3，折合115亿t，相当于我国钢材与塑料年消费量的总和。由于森林 资源贫乏，大径级树木较少，而木材工业要满足工、农业生产及人民生活需要， 只能用小径级木材来胶合，或制造人造板等方法来解决，这样，木材工业用胶 量更为增加。一般来说，普通木材工业的用胶量为生产10 000mS胶合板需胶粘剂6t; 生产10 0001113刨花板需要胶粘剂1200t，生产10 OOOm3中纤板需胶粘剂600t; 生产10 OOOm3装饰板需要胶粘剂6t;生产10 000件家具需要胶粘剂30t;生 产100t木质层压塑料需胶粘剂70t;生产10 000块缝纫机台板需胶粘剂6t。 由此可见，在未来的经济建设中，胶粘剂的产量是相当可观的。随着石油资源的减少，给以石油为原料的化工产品构成了威胁，燃料的价 格很不稳定，以石油和天然气资源为原料的合成树脂，将来的成本和原料来源 都存在许多不确定因素，所以，合成树脂的前景受到了很大的挑战，从而促使 国内外研究工作者竞相寻找代用品。游离甲醛被美国环境与资源保护局列为头 号污染源，胶粘剂中，游离醛的释放对环境和工人的健康都构成很大的威胁， 也曰益引起人们的关注，国内外学者围绕着降低或代替胶粘剂配方中苯酚和甲 醛的含量、或开发以天然资源为原料的胶粘剂展开了许多研究。淀粉是一类资源多、价格便宜、用途广泛的天然高分子材料，具有无毒、 无异味、无污染的特点；淀粉易于用生物、化学的方法进行处理，且可用的改 性方法很多，改性后可得到各种性能易于调控的物质，而淀粉类胶粘剂本身可 用于纸品等物质的粘接，作适当改性后甚至可用作木材胶粘剂，淀粉经氧化处 理和酶法降解后，可以得到含醛基的还原糖、糊精以及这些物质的氧化或还原产物，因此，可用于碱性条件下酚醛树脂的改性；综合成本和易于操作的角度 看，淀粉是最好的糖源物质；氧化淀粉本身可作为胶粘剂应用，且已有研究将 其用于胶合板复合胶的生产，因此将氧化淀粉用于酚醛树脂的改性是可行的。 淀粉作为一种易得，储备丰富的天然可再生资源，若能将其应用于胶粘剂 产业的生产，能提高其附加值，也为它的非食品用途拓宽了道路；另外，对于 将来胶粘剂可能面临的资源匮乏问题，可谓未雨绸缪，并且目前尚未有利用氧 化淀粉水解改性酚醛树脂制备胶粘剂的方法。
技术实现思路
为了解决上述现有技术的不足之处，本专利技术的首要目的在于提供利用氧化 淀粉改性酚醛树脂制备的氧化淀粉改性酚醛树脂木材胶粘剂。本专利技术将淀粉这 种清洁可再生资源用于木材胶粘剂的生产，解决合成树脂胶粘剂面临的环保问 题和资源匮乏问题。本专利技术的另一目的在于提供上述氧化淀粉改性酚醛树脂木材胶粘剂的制 备方法。本专利技术的再一目的在于提供上述氧化淀粉改性酚醛树脂木材胶粘剂的应用。本专利技术首先用一定量的熔融的苯酚和一定量的甲醛合成热固性酚醛树脂 低聚物；再在烘干的氧化淀粉中加酶解，得到氧化淀粉酶解物；然后用制得到 氧化淀粉酶解物对酚醛树脂改性，得到一种新型环保木材胶粘剂。本专利技术采用下述技术方案实现一种氧化淀粉改性酚醛树脂木材胶粘剂的 制备方法，包括如下步骤(1) 酚醛树脂低聚物的合成在摩尔比为1丄4 1:2.6的熔融苯酚和甲醛溶液中，加入碱使pH值在9 11之间，然后升温至60 80°C ，保温40 70min 进行甲醛与苯酚的加成反应，然后再升温至90 100'C，搅拌并保持恒温20 40min,使多羟甲基苯酚进一步缩合成酚醛树脂低聚物；反应完毕后，降温； 再将水、游离酚和游离醛蒸馏出来，得到粘度为45 55mPa.s左右的酚酸树脂 低聚物。(2) 氧化淀粉酶解物的制备将烘干的氧化淀粉调制成质量浓度为25 35%的淀粉乳，然后加入0.15 0.45X的耐高温a-淀粉酶，于74 100。C， pH 值为5.5 6.5下反应15 35min后冷却至20 30。C，然后进行灭酶，于70°C下将水分蒸发，得到DE值为14 30的氧化淀粉酶解物。(3)氧化淀粉对酚醛树脂的改性将50 90g酚醛树脂低聚物搅拌升温至 85 100'C，随后加入氧化淀粉酶解物，所述酚醛树脂低聚物与氧化淀粉酶解 物的质量比例为1: 1 9: l(wt : wt);然后加水使固形物含量在40 60%之间， 于85 10(TC搅拌反应，保温至固形物的涂-4粘度在41 87秒，然后冷却至 25 35°C，即得到木材胶粘剂。为了更好地实现本专利技术，步骤(1)中，所述碱为50% (wt%)氢氧化钠 溶液。步骤(2)中，所述淀粉乳在加入耐高温a-淀粉酶以前先在95C下保温 5min。步骤(2)中，所述灭酶是加入NaOH调pH为IO进行灭酶。 所述步骤(3)中氧化淀粉的添加量小于30% (wt%，以占固形物计)时， 制得的改性酚醛树脂木材胶粘剂的耐水性能良好。按上述方法制得的氧化淀粉改性酚醛树脂木材胶粘剂外观为浅棕黄色，固 形物含量55%，游离酚小于0.15%，游离醛小于1.9%，干胶合强度1.135MPa， 湿强度0.98MPa，是一种新型环保木材胶粘剂。上述氧化淀粉改性酚醛树脂木材胶粘剂在木材工业中的应用。 本专利技术通过将淀粉这种清洁可再生资源用于木材胶粘剂的生产，解决合成 树脂胶粘剂面临的环保问题和资源匮乏问题。本专利技术将苯酚和甲醛反应合成酚 醛树脂低聚物；用耐高温的a-淀粉酶酶解氧化淀粉，得到氧化淀粉酶解物； 然后用制得的氧化淀粉酶解物对酚醛树脂改性，得到一种新型环保木材胶粘 剂，对于解决树脂胶粘剂面临的环保问题和资源匮乏问题有一定帮助。 本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点及有益效果(1) 本专利技术提供了一条安全环保、成本低廉的生产木材胶粘剂的方法。 用耐高温-a淀粉酶水解氧化淀粉，并将氧化淀粉酶解物改性酚醛树脂木材胶 粘剂，提高了效率、节约能源。(2) 氧化淀粉含有较多的活性基团如羟基、醛基和羧基，可与酚醛树脂 中的羟甲基发生交联、缩合等反应，从而改性酚醛树脂。氧化淀粉替代原淀粉 改性酚醛树脂， 一方面可以改善原淀粉改性树脂的耐水性能差的缺点，从而可 以作为脲醛树脂的取代品。另一方面，用氧化淀粉进行改性可以降低树脂中的 游离酚、游离醛，得到一种环保的酚醛树脂木材胶粘剂。(3) 氧化淀粉经酶适当地水解，可使其粘度降低，增加亲水性和溶解性， 便于胶粘剂的固形物调节，从而适于生产的需要。此外，氧化淀粉经过酶解以 后，更有利于其中的活性基团与酚醛树脂低聚物中的活性羟甲基结合，从而进 一步减少氧化淀粉中的亲水基团，更有利于提高氧化淀粉改性淀粉的耐水性。(4) 得到一种性能指标好的木材胶粘剂。改性酚醛树脂木材胶粘剂的各 项性能指标为外观为浅棕黄色，游离酚小于0.15%，游离醛小于1.9%， pH 值9.5左右，涂-4粘度为41 87秒。改性酚醛树脂木材胶粘剂的干胶合强度 1.135MPa，湿强度0.98MPa。与未改性的酚醛树脂木材胶粘剂相比，游离酚从 2.23%降低到1.89%，耐水性能没有明显下降，能达到II类板的要求。附图说明图1是本专利技术水解氧化淀粉改性酚醛树脂制备木材用胶粘剂方法的工艺 流程图。具体实施方式下面结合实本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氧化淀粉改性酚醛树脂木材胶粘剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（１）酚醛树脂低聚物的合成：在摩尔比为１∶１．４～１∶２．６的熔融苯酚和甲醛溶液中，加入碱使ｐＨ值在９～１１之间，然后升温至６０～８０℃，保温４０～７０ｍｉｎ进行甲醛与苯酚的加成反应，然后再升温至９０～１００℃，搅拌并保持恒温２０～４０ｍｉｎ；反应完毕后，降温；再将水、游离酚和游离醛蒸馏出来，得到粘度为４５～５５ｍＰａ．ｓ的酚醛树脂低聚物；（２）氧化淀粉酶解物的制备：将烘干的氧化淀粉调制成质量浓度为２５～３５％的淀粉乳，然后加入０．１５～０．４５％的耐高温α－淀粉酶，于７４～１００℃，ｐＨ值为５．５～６．５下反应１５～３５ｍｉｎ后冷却至２０～３０℃，然后进行灭酶，于７０℃下将水分蒸发，得到ＤＥ值为１４～３０的氧化淀粉酶解物；（３）氧化淀粉对酚醛树脂的改性：将５０～９０ｇ酚醛树脂低聚物搅拌升温至８５～１００℃，加入氧化淀粉酶解物；所述酚醛树脂低聚物与氧化淀粉酶解物的质量比例１∶１～９∶１，然后加水使固形物含量在４０％～６０％之间，于８５～１００℃搅拌反应，保温至固形物的涂－４粘度在４１～８７秒，然后冷却至２５～３５℃，即得到木材胶粘剂。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李琳，谭惠凤，李冰，陈玲，张喜梅，李晓玺，盖作启，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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