專利名稱：：酚醛樹脂的添加劑、含該添加劑的酚醛樹脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種粘合劑的添加劑、含該添加劑的基于有機高分子化合物的粘合劑及其制備方法，特別涉及一種人造板用酚醛樹脂的添加劑、含該添加劑的酚醛樹脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著建筑、裝飾裝修、包裝等行業(yè)的迅猛發(fā)展，我國人造板的產(chǎn)量飛速增長，人造板用粘合劑也相應(yīng)得到了快速發(fā)展。我國人造板用粘合劑的種類與國外大致相同，常用的"三醛膠"包括脲醛樹脂、酚醛樹脂和三聚氰胺甲醛樹脂粘合劑，占據(jù)著統(tǒng)治地位。其中，酚醛樹脂是木材粘合劑中性能優(yōu)異、使用廣泛的膠種，在生產(chǎn)耐候、耐熱的木制品時酚醛樹脂為首選的粘合劑。但是，由于苯酚價格昂貴，酚醛樹脂粘合劑價格也據(jù)高不下，價格問題限制了酚醛樹脂粘合劑的廣泛應(yīng)用。通過在酚醛樹脂粘合劑中加入低成本物質(zhì)，來降低酚醛樹脂粘合劑的成本，對于擴大酚醛樹脂粘合劑的用途，提高產(chǎn)品效益具有重要意義。以往常常采用如豆粉、面粉以及尿素等來降低酚酸樹脂的成本。但是，這些物質(zhì)的添加常常帶來諸如酚醛樹脂粘合劑固化速度降低、膠接強度降低、施工性能降低等缺點。另外，蛋白質(zhì)作為粘合劑填料比普通小麥面粉效果好，其不但耐水，而且有消除甲醛的功能，因此非常適合用作木材粘合劑的填料。但一般加入量過多時常常影響粘合劑的固化性能與膠接強度，這些都限制了其使用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種人造板用酚醛樹脂的添加劑。該添加劑中含有脫脂豆蛋白粉，添加有該添加劑的酚醛樹脂不但制造成本低，而且能夠有效降低所制備的膠合板中的甲醛釋放量。本發(fā)明的另一目的是提供一種人造板用酚醛樹脂的添加劑的制備方法。本發(fā)明的又一目的是提供一種含上述添加劑的酚醛樹脂。為實現(xiàn)上述本發(fā)明的目的，本發(fā)明一方面提供一種酚醛樹脂的添加劑，其原料包括分散介質(zhì)、脫脂豆蛋白粉、碳酸鈉和絡(luò)合劑。其中，原料的重量份配比為分散介質(zhì)70-80、脫脂豆蛋白粉20—35、碳酸鈉0.5-3、絡(luò)合0.8-2.0。特別是，原料的重量份配比選擇分散介質(zhì)72-76、脫脂豆蛋白粉25—30、碳酸鈉1-2.5、絡(luò)合劑1.2-1.8。其中，絡(luò)合劑包括硼砂和硫酸鋁，硼砂和硫酸鋁之間的重量配比為1.5-12:1，優(yōu)選2.4-8:1。其中，分散介質(zhì)為軟化水。本發(fā)明另一方面提供一種酚醛樹脂的添加劑的制備方法，包括順序進行的步驟1)使脫脂豆蛋白粉和碳酸鈉分散在分散介質(zhì)中；2)加入絡(luò)合劑使其進行絡(luò)合反應(yīng)。其中，在步驟1)中，將碳酸鈉和脫脂豆蛋白粉加入分散介質(zhì)后攪拌均勻，對獲得的混合物在40-8(TC下保溫3-6小時；在步驟2)中，使混合物降溫至25-35°C時加入絡(luò)合劑并攪拌均勻。其中，原料的重量份配比為分散介質(zhì)70-80、脫脂豆蛋白粉20—35、碳酸鈉0.5-3、絡(luò)合劑0.8-2.0。特別是，原料的重量份配比選擇分散介質(zhì)72-76、脫脂豆蛋白粉25—30、碳酸鈉1-2.5、絡(luò)合劑1.2-1.8。其中，絡(luò)合劑包括硼砂和硫酸鋁，硼砂和硫酸鋁之間的重量份配比為1.5-12:1，優(yōu)選2.4-8:1。其中，分散介質(zhì)為軟化水。本發(fā)明另一方面提供一種酚醛樹脂膠粘劑，含有上述酚醛樹脂的添加劑。其中，添加劑與酚酸樹脂的重量份配比優(yōu)選0.25-4:1。特別是，酚醛樹脂選擇苯酚與甲醛的摩爾比為1:1.1-3的樹脂。特別是，酚醛樹脂選擇苯酚、甲醛、氫氧化鈉的摩爾比為1:1.8-2.3:0.1-0.5的水溶性堿性樹脂。本發(fā)明的優(yōu)點體現(xiàn)在以下方面1)脫脂豆蛋白作為一種可再生的資源，本發(fā)明對其進行處理后作為酚醛樹脂的添加劑，能夠在保證不降低酚醛樹脂粘合劑固化速度、膠合強度前提下，大大降低酚醛樹脂粘合劑的制造成本，與現(xiàn)有技術(shù)的普通酚醛樹脂粘合劑相比，其制造成本可降低8-40%;而且，可以有效節(jié)省酚醛樹脂制造中的化石資源用量。2)由于本發(fā)明方法制備的酚醛樹脂粘合劑中酚醛樹脂含量下降，因此在涂膠量不變的條件下，樹脂量相對減少，且豆蛋白中含有與甲醛可以反應(yīng)的氨基等基團，因此甲醛釋放量減少。具體實施例方式下面通過具體實施例詳細描述本發(fā)明的內(nèi)容。本發(fā)明采用酚醛樹脂為堿性水溶性酚醛樹脂，其苯酚、甲醛和氫氧化鈉的摩爾比為1:2.01:0.56，按照以下步驟制備而成1、將反應(yīng)釜升溫至5(TC，加入預(yù)熱好的苯酚500公斤、水400公斤和濃度為40%的氫氧化鈉溶液250公斤，開動攪拌10分鐘；2、緩慢加入濃度為37%的甲醛溶液690公斤，升溫至90士2";3、在90土2。C保溫50分鐘，降溫至70。C;4、向反應(yīng)釜中緩慢加入甲醛179公斤、濃度為40%氫氧化鈉溶液50公斤，10分鐘升溫至92土2t:，不斷測粘度；5、反應(yīng)至粘度20°C，涂-4杯30-32秒后，立即降溫至40。C，出料。堿性水溶性酚醛樹脂質(zhì)量指標固體含量粘度(20°C)游離甲醛含量游離苯酚含蓍貯存期40-46%100-200mPas<0.1%<0.1%>1月本發(fā)明使用的水溶性酚醛樹脂不限于上述工藝合成的酚醛樹脂，工廠普遍采用的各種普通酚醛樹脂和改性酚醛樹脂也都適用。實施例1本發(fā)明的酚醛樹脂添加劑按照以下步驟生產(chǎn)1)按照以下重量配比備料軟化水70kg碳酸鈉0.5kg脫脂豆蛋白粉20kg硼砂0.8kg硫酸鋁0.1kg2)將全部的碳酸鈉、脫脂豆蛋白粉順序加入裝有全部軟化水的反應(yīng)釜中，攪拌均勻；3)加熱升溫至40"C，保溫反應(yīng)6小時；4)然后降溫至30'C，向反應(yīng)釜中順序加入全部的硼砂、硫酸鋁，攪拌均勻，制得本發(fā)明添加劑。該添加劑的性能指標如表1所示。本實施例中含添加劑的酚醛樹脂粘合劑按照如下方式配制而成豆蛋白添加劑與上述堿性水溶性酚醛樹脂按重量份比為50:50的比例混合均勻。配制的酚醛樹脂粘合劑的質(zhì)量指標如表2所示。實施例2本發(fā)明的酚醛樹脂的添加劑按照以下步驟生產(chǎn)1)按照以下重量配比備料軟化水80kg碳酸鈉3kg豆蛋白粉35kg硼砂1.2kg硫酸鋁0.5kg2)將全部的碳酸鈉、豆蛋白粉順序加入裝有全部軟化水的反應(yīng)釜中，攪拌均勻；3)加熱升溫至5(TC，保溫反應(yīng)5小時；4)然后降溫至3(TC，向反應(yīng)釜中順序加入全部的硼砂、硫酸鋁，攪拌均勻，制得豆蛋白添加劑。獲得的添加劑的性能指標如表1所示。本實施例中含添加劑的酚醛樹脂粘合劑按照如下方式配制而成豆蛋白添加劑與上述堿性水溶性酚醛樹脂按重量份比為60:40的比例混合均勻。配制的酚醛樹脂粘合劑的質(zhì)量指標如表2所示。實施例3本發(fā)明的酚醛樹脂的添加劑按照以下步驟生產(chǎn)1)按照以下重量配比備料軟化水75kg碳酸鈉2kg脫脂豆蛋白粉30kg硼砂1kg硫酸鋁0.2kg2)將全部的碳酸鈉、豆蛋白粉順序加入裝有全部軟化水的反應(yīng)釜中，攪拌均勻;3)加熱升溫至6(TC，保溫反應(yīng)3小時；4)然后降溫至3(TC，向反應(yīng)釜中順序加入全部的硼砂、硫酸鋁，攪拌均勻，制得豆蛋白添加劑。獲得的添加劑的性能指標如表1所示。本實施例中含添加劑的酚醛樹脂粘合劑按照如下方式配制而成豆蛋白添加劑與上述堿性水溶性酚醛樹脂按重量份比為70:30的比例混合均勻。配制的酚醛樹脂粘合劑的質(zhì)量指標如表2所示。實施例4本發(fā)明的酚醛樹脂的添加劑按照以下步驟生產(chǎn)1)按照以下重量配比備料軟化水80kg碳酸鈉1kg豆蛋白粉30kg硼砂1.2kg硫酸鋁0.3kg2)將全部的碳酸鈉、豆蛋白粉順序加入裝有全部軟化水的反應(yīng)釜中，攪拌均勻；3)加熱升溫至7(TC，保溫反應(yīng)6小時；4)降溫至3(TC，向反應(yīng)釜中順序加入全部的硼砂、硫酸鋁，攪拌均勻，制得豆蛋白添加劑。其中，豆蛋白添加劑的性能指標如表l所示。本實施例中含添加劑的酚醛樹脂粘合劑按照如下方式配制而成將豆蛋白添加劑與上述堿性水溶性酚醛樹脂按重量份比為80:20的比例混合均勻。其中，含豆蛋白添加劑的改性酚醛樹脂粘合劑的質(zhì)量指標如表2所示。實施例5本發(fā)明的酚醛樹脂添加劑按照以下步驟生產(chǎn)1)按照以下重量配比備料-軟化水80kg碳酸鈉3kg豆蛋白粉28kg硼砂0.9kg硫酸鋁0.2kg2)將全部的碳酸鈉、豆蛋白粉順序加入裝有全部軟化水的反應(yīng)釜中，攪拌均勻;3)加熱升溫至80。C，保溫反應(yīng)4小時；4)降溫至3(TC，向反應(yīng)釜中順序加入全部的硼砂、硫酸鋁，攪拌均勻，制得豆蛋白添加劑。其中，豆蛋白添加劑的性能指標如表l所示。本實施例中含添加劑的酚酸樹脂粘合劑按照如下方式配制而成豆蛋白添加劑與上述堿性水溶性酚醛樹脂按重量份比為90:10的比例混合均勻。配制的酚醛樹脂粘合劑的質(zhì)量指標如表2所示。表1本發(fā)明豆蛋白添加劑的性能指標檢測結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>complextableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>對照例1采用苯酚、甲醛和氫氧化鈉的摩爾比為1:2.01:0.56的上述堿性水溶性酚醛樹脂作為對照例1。堿性水溶性酚醛樹脂質(zhì)量指標固體含量40-46%粘度(20°C)100-200mPa's游離甲醛含量<0.1%游離苯酚含量<0.1%貯存期>1月實驗例采用本發(fā)明實施例1-5酚醛樹脂膠粘劑和對照例1的酚醛樹脂粘合劑制備七層膠合板，采用以下制備工藝參數(shù)楊木單板含水率58%;厚1.6mm;膠粘劑采用本發(fā)明實施例1-5的產(chǎn)品和對照例1的產(chǎn)品。按以下正常工藝制備膠合板調(diào)膠各膠中按總重量的10%加入面粉，調(diào)和均勻；施膠采用手工涂膠方式，芯板(隔層)雙面涂膠，涂膠量為220300g/m2。陳化方式及時間閉合陳化，陳化30分鐘。預(yù)壓壓力及時間壓力1.3MPa，預(yù)壓30分鐘。熱壓熱壓壓力1.3MPa，熱壓溫度為130°C，熱壓時間為70s/mm。按上述工藝制造的七層膠合板的性能檢測結(jié)果如表3所示，其中按GB/T17657-1999《人造板及飾面人造板理化性能實驗方法》檢測方法對生產(chǎn)的膠合板產(chǎn)品進行性能檢測。表3膠合板的甲醛釋放量與膠合強度<table>complextableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表1可見，對用本發(fā)明實施例1-5方法制備的酚醛樹脂粘合劑制備的膠合板以及采用對照例1的粘合劑制備的膠合板進行檢測，檢測結(jié)果表明實施例1-5較比較例1的甲醛釋放量分別下降了66.0%、78.7%、84.0%、86.2%和88.3%。因此，經(jīng)過本發(fā)明方法處理的脫脂豆蛋白用作酚醛樹脂添加劑時，能夠有效降低膠接制品的甲醛釋放量。此外，由表l中還可以看出，采用經(jīng)過本發(fā)明方法處理后的豆蛋白粘液與酚醛樹脂混合(比例在70%以下時)后，可以獲得膠接性能與普通酚醛樹脂相當?shù)姆尤渲澈蟿?，能夠保證膠合板的膠合強度。成本分析目前，苯酚價格大約在14000元/噸，40X固體含量的PF樹脂粘合劑的成本約4000元/噸，而脫脂豆蛋白為加工副產(chǎn)物，售價只有3000元/噸(干物質(zhì))，豆蛋白粘液(固體含量30%)的成本約為2000元/噸。因此，可以計算得到如表4所示的各種混合液的成本。表4添加劑與酚醛樹脂混合膠液的成本重量比例(PF/豆蛋白粘液)成本(元/噸)100/0(純PF)400050/50300040/60280030〃0260020/80240010/902200由表4可知，本發(fā)明的酚醛樹脂粘合劑與普通純酚醛樹脂粘合劑相比，成本價格可大幅度降低，下降了25-35%。權(quán)利要求1、一種酚醛樹脂的添加劑，其原料包括分散介質(zhì)、脫脂豆蛋白粉、碳酸鈉和絡(luò)合劑。2、如權(quán)利要求1所述的酚醛樹脂的添加劑，其特征是所述原料的重量份配比為分散介質(zhì)70-80、脫脂豆蛋白粉20—35、碳酸鈉0.5-3、絡(luò)合劑0.8-2.0。3、如權(quán)利要求2所述的酚醛樹脂的添加劑，其特征是所述原料的重量份配比選擇分散介質(zhì):72-76、脫脂豆蛋白粉25—30、碳酸鈉1-2.5、絡(luò)合劑1.2-1.8。4、如權(quán)利要求l一3任一所述的酚醛樹脂的添加劑，其特征是所述絡(luò)合劑包括硼砂和硫酸鋁，其中硼砂和硫酸鋁之間的重量配比為1.5-12:15、一種如權(quán)利要求1所述酚醛樹脂的添加劑的制備方法，包括如下順序進行的步驟l)使脫脂豆蛋白粉和碳酸鈉分散在分散介質(zhì)中；2)加入絡(luò)合劑使其進行絡(luò)合反應(yīng)。6、如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征是在所述步驟l)中，將所述碳酸鈉和脫脂豆蛋白粉加入所述分散介質(zhì)后攪拌均勻，使獲得的混合物在40-8(TC下保溫3-6小時；在所述步驟2)中，使所述混合物降溫至25-35"C時加入所述絡(luò)合劑并攪拌均勻。7、如權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其特征是所述原料的重量份配比為分散介質(zhì)70-80、脫脂豆蛋白粉20—35、碳酸鈉0.5-3、絡(luò)合劑0.8-2。8、如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征是所述原料的重量份配比選擇分散介質(zhì)72-76、脫脂豆蛋白粉25—30、碳酸鈉1-2.5、絡(luò)合劑1.2-1.8。9、如權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其特征是所述絡(luò)合劑包括硼砂和硫酸鋁，其中硼砂和硫酸鋁之間的重量份配比為1.5-12:1。10、一種酚醛樹脂膠粘劑，其特征在于含有如權(quán)利要求1-3任一所述的添加劑。全文摘要本發(fā)明提供一種酚醛樹脂的添加劑、其制備方法及含該添加劑的酚醛樹脂膠粘劑。該添加劑的原料包括分散介質(zhì)、脫脂豆蛋白粉、碳酸鈉和絡(luò)合劑，其中原料的重量份配比為分散介質(zhì)70-80、脫脂豆蛋白粉20-35、碳酸鈉0.5-3、絡(luò)合劑0.8-2，絡(luò)合劑包括其重量份配比為1.5-12∶1的硼砂和硫酸鋁。本發(fā)明添加劑中含有脫脂豆蛋白粉，在酚醛樹脂中加入該添加劑，不但降低膠粘劑的制造成本，保證所制備的膠合板的膠合強度，而且能夠有效降低所制備的人造板中的甲醛釋放量。文檔編號C08K13/02GK101177505SQ20071017921公開日2008年5月14日申請日期2007年12月11日優(yōu)先權(quán)日2007年12月11日發(fā)明者周文瑞,張世鋒,張德榮,徐力崢,李建章,軍母,欣陳,強高申請人:北京林業(yè)大學(xué)