制备树脂的方法技术

本发明专利技术涉及制备木质素的水性分散体的改进的方法，以及所述悬浮体在树脂的制备中的用途。途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备树脂的方法


[0001]本专利技术涉及制备木质素的水性分散体的改进的方法，以及所述分散体在树脂的制备中的用途。
[0002]根据本专利技术的方法制备的木质素分散体可用于制造基于木质素的树脂，例如基于木质素的酚醛树脂，其特别地可用于例如制造层压体、胶合板、单板层积材(laminated veneer lumber)、定向刨花板和绝缘材料(insulation，隔绝材料)。

技术介绍

[0003]木质素(一种芳族聚合物)是例如木材中的主要成分，是地球上仅次于纤维素的最丰富的碳源。近年来，随着从制浆过程中提取高度纯化的、固体和特别形式的木质素的技术的开发和商业化，作为目前源自于石化工业的主要的芳族化学前体的可能的可再生替代品，其引起了极大的关注。
[0004]木质素(一种多芳族网络结构)已被广泛研究作为苯酚
‑
甲醛胶粘剂生产期间的苯酚的合适替代品。其在制造结构木材产品(例如胶合板、定向刨花板和纤维板)期间使用。在这样的胶粘剂的合成期间，部分/全部被木质素替代的苯酚在碱性或酸性催化剂的存在下与甲醛反应，形成高度交联的芳族树脂，称为线型酚醛树脂(novolacs)(当使用酸性催化剂时)或甲阶酚醛树脂(resoles)(当使用碱性催化剂时)。
[0005]木质素在并入到树脂配制物/合成中时可作为粉末使用。木质素也可在碱溶液中以“液体形式”使用，以避免木质素粉尘。如果木质素粉末的水分含量相对较低(0
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15％)，则其可为多尘的并且可引起呼吸道危害。如果固体的水分含量相对较高(20
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40％)，则其可发粘或结块并且难以以可靠和定量的方式转移。
[0006]制备包含木质素的树脂时的一个问题是通过将木质素充分悬浮或溶解在合适的液体介质中来确保充分利用木质素的固有反应性。在现有技术中，这通常通过在添加木质素的水性介质中使用碱来解决。
[0007]EP2758457涉及一种方法，该方法包括以下步骤：在30
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70℃的温度下加热，形成包含碱和木质素的水性分散体，其中碱包括碱金属的氢氧化物，和在50
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95℃的温度下加热所形成的分散体以生产碱化木质素。
[0008]在制备包含木质素的树脂的现有技术方法中，将碱添加至水性介质，随后将木质素添加至该水性介质。由于木质素典型地以干粉末的形式提供，因此将木质素添加至水性介质可导致飞溅，即，当将干粉末木质素块滴入到罐或反应器中的水性介质中时，碱性介质可飞溅，这在进行木质素的添加时可涉及安全风险。
[0009]需要促进制备木质素在水性介质中的分散体的方法，特别是制备树脂的方法。

技术实现思路

[0010]现已出人意料地发现，可在不向木质素分散在其中的水性介质添加碱的情况下制备木质素的分散体。
[0011]因此，本专利技术涉及制备木质素在水性介质中的分散体的方法，所述方法包括以下步骤：
[0012]a)提供pH为1至7的水性介质；
[0013]b)将木质素添加至水性介质；
[0014]c)在41℃至95℃的温度下混合直至获得木质素在水性介质中的分散体。
[0015]为了制备树脂，步骤a)至c)随后是以下步骤：
[0016]a)将碱、苯酚和/或甲醛添加至分散体；
[0017]b)将步骤d)的混合物在30℃至95℃的温度下保持至少30分钟。
[0018]因此，本专利技术还涉及树脂以及其在层压体、胶合板、定向刨花板(OSB)、单板层积材(LVL)、绝缘材料和其他工程木材产品的制造中的用途。本专利技术还涉及使用所述树脂制造的这样的层压体和工程木材产品。
具体实施方式
[0019]在整个本说明书中，表述“木质素”旨在涵盖任何种类的木质素，例如源自硬木、软木或环状(annular)植物的木质素。优选地，木质素是在例如硫酸盐工艺中产生的碱性木质素。然后可通过使用WO2006031175中公开的方法将木质素与黑液分离。
[0020]如本文所使用，术语“分散体”是指其中颗粒分散在与颗粒不同组成的连续相中的组合物。这不同于“溶液”，其通常是指均质混合物。
[0021]根据本专利技术的方法或工艺可间歇或连续进行。
[0022]步骤a)的水性介质的pH为1至7，例如2至7或6至7或2至5。
[0023]可在进行步骤d)之前制备在步骤c)中获得的分散体，随后储存。也可将在步骤c)中获得的分散体移动或运输至可进行步骤d)的另一位置。因此，根据本专利技术，已经制备了储存、移动或运输的分散体，使得步骤a)中的pH为pH 1至7。因此，根据本专利技术，已经在不添加碱的情况下制备了储存、移动或运输的分散体。如果在将步骤c)的分散体储存了长的时间段后会发生沉淀，则在进行步骤d)之前短暂搅拌混合物可为有利的。
[0024]因此，可将在步骤c)中获得的分散体在发生后续步骤的反应器外部制备。替代地，步骤a)至c)可在发生后续步骤的同一反应器中进行。替代地，例如如果要连续进行根据本专利技术的方法，则在步骤c)中获得的分散体可与发生后续步骤的反应器相分开地制备，并且使用例如泵将其输送至反应器。
[0025]除了水之外，步骤a)中的水性介质还可包含最高达总计10重量％的溶剂，例如醇，例如乙醇、甲醇或乙二醇。然而，步骤a)中的水性介质的pH在1至7、优选2至7或6至7或2至5的范围内。
[0026]除了水之外，步骤a)中的水性介质还可包含最高达总计15重量％的添加剂，例如尿素、增稠剂或表面活性剂。然而，步骤a)中的水性介质的pH在1至7、优选2至7或6至7或2至5的范围内。
[0027]根据本专利技术的方法中的步骤a)和b)优选在不主动加热水性介质的情况下进行。因此，水性介质优选在添加木质素时在室温下，例如在15
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25℃的温度下。步骤c)在41℃至95℃的温度下进行。
[0028]直到在步骤d)中，即在已经获得木质素在水性介质中的分散体之后，才将碱添加
至水性介质。在添加碱之后，水性介质包含5
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50重量％的碱，例如10
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50重量％的碱，例如40
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50重量％的碱。在本专利技术的一个实施方案中，添加木质素和碱之后的水性介质的pH为至少pH 8，例如至少pH 10，例如至少pH 12或至少pH13。步骤d)中的温度优选低于步骤c)中的温度。优选地，步骤d)中的温度为室温至约60℃，例如20℃至50℃。
[0029]碱优选是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁或其混合物。
[0030]步骤d)中的碱、苯酚和/或甲醛的添加可以任何顺序进行。每种组分可例如与其他组分中的一种或两种连续或同时添加。在一个实施方案中，以这样的方式添加组分：添加每种组分的总量的一部分并且随后添加每种组分的一个或多个另外量。优选地，至少碱和苯酚在步骤d)中以任何顺序添加。更优选地，碱、苯酚和甲醛在步骤d)中以任何顺序添加。
[0031]在本专利技术的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.制备木质素分散体的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供pH为1至7的水性介质；b)将木质素添加至水性介质；c)在41℃至95℃的温度下混合直至获得木质素在水性介质中的分散体。2.制备树脂的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供pH为1至7的水性介质；b)将木质素添加至水性介质；c)在41℃至95℃的温度下混合直至获得木质素在水性介质中的分散体；d)将碱、苯酚和/或甲醛添加至分散体，以及e)将混合物在30℃至95℃的温度下保持至少30分钟。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在不主动加热水性介质的情况下进行步骤a)和b)。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的方法，其中步骤c)中的分散体中的木质素的量为5
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：B纳斯利巴基尔，A扎法尔，J埃克斯特罗姆，D阿雷斯科夫，
申请(专利权)人：斯道拉恩索公司，
类型：发明
国别省市：