專利名稱:油茶果殼液化樹脂膠粘劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及油茶果殼液化樹脂膠粘劑,屬農(nóng)林加工剩余物深加工和木材膠粘劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
江西是油茶生產(chǎn)及加工大省,年產(chǎn)約1120萬畝,占全國1/4,油茶已成為我省農(nóng)村創(chuàng)收的重要經(jīng)濟林種,已列入我省重大科技專項。油茶在利用過程中會產(chǎn)生大量的油茶果 殼,全國每年產(chǎn)生的油茶果殼達300萬噸之多,而江西省占到1/4。目前,油茶果殼除少部分用于提取制備糠醛、木糖醇、栲膠及活性碳外,大部分被用作燃料或當(dāng)作廢料遺棄,附加值不高,然而農(nóng)林廢棄物的轉(zhuǎn)化利用是我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃中鼓勵發(fā)展的優(yōu)先主題,利用農(nóng)林廢棄物開發(fā)新型的生物材料、石化產(chǎn)品和緊缺資源替代物的研究日益受到重視。液化是實現(xiàn)包括農(nóng)林廢棄物在內(nèi)的木質(zhì)生物原料轉(zhuǎn)化的重要途徑,通過液化可將固態(tài)木質(zhì)生物原料大分子降解成具有特定反應(yīng)活性的液態(tài)小分子,從而加以利用轉(zhuǎn)化成新的具有生物降解性能的高分子材料。而通過液化反應(yīng)技術(shù)制備的液化產(chǎn)物可代替價格十分昂貴的石化產(chǎn)品苯酚再與甲醛進ー步反應(yīng)生成油茶果殼液化樹脂膠粘劑。液化樹脂膠粘劑性能與酚醛樹脂膠粘劑相當(dāng)且價格十分便宜,綠色環(huán)保,對油茶果殼尋找合理的應(yīng)用途徑,提高其利用價值,具有重要的意義。以油茶果殼為原材料制備的液化樹脂膠粘劑未見報道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于開發(fā)ー種低成本、高耐水性木(竹)人造板用膠粘劑,制備的膠粘劑可用于全木、全竹及竹木復(fù)合集裝箱底板、建筑水泥模板及多層實木地板基材等,為人造板エ業(yè)提供一種低成本環(huán)境友好型的高耐水性膠粘劑。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
(1)清理油茶果殼表面雜質(zhì)、干燥、粉碎;
(2)將油茶果殼粉與熔融的苯酚均勻混合,加入酸、醇類助溶劑,在120 150°C下液化反應(yīng)完全,加堿溶液調(diào)整PH為7 8,降溫到30 40°C,制得油茶果殼液化產(chǎn)物;
(3)常溫下在油茶果殼液化產(chǎn)物中分別加入堿溶液及甲醛溶液,升溫到85 95°C,反應(yīng)60 90min,降溫到30 40°C,放料,制得油茶果殼液化樹脂膠粘劑。本發(fā)明方案中油茶果殼粉與苯酚的質(zhì)量比為I: (0.68 2)
本發(fā)明所指的酸類助溶劑為硫酸或鹽酸之一,且酸的加入量為油茶果 殼粉與苯酚總質(zhì)量的6% 18%。本發(fā)明所指的醇類助溶劑是濃度為95%的こ醇溶液,且こ醇的加入量為油茶果殼粉與苯酚總質(zhì)量的10% 30%。本發(fā)明所指的堿溶液為溶度為20%_50%的氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液之一,且堿的加入量為油茶果殼粉與苯酚總質(zhì)量的20% 40%。
本發(fā)明所述油茶果殼粉與苯酚的質(zhì)量比為I: (0.68 2)。本發(fā)明所述油茶果殼液化產(chǎn)物與甲醛的摩爾比為I: (1.5 2.3)。本發(fā)明步驟2中液化反應(yīng)時間為40 70min。本發(fā)明的有益效果是油茶果殼液化樹脂膠粘劑的苯酚替代率可達55%左右,有效地節(jié)約了石油化工產(chǎn)品苯酚,生產(chǎn)成本較同類產(chǎn)品ー酚醛樹脂膠粘劑有較大幅度的降低,且產(chǎn)品的性能與其相當(dāng),可達到GB 17657-1999人造板及飾面人造板理化性能實驗方法中I類膠合板用標(biāo)準(zhǔn),貯存穩(wěn)定、毒性小、制備方法簡單、可操作性強、可使油茶果殼的利用率達到100%,綠色環(huán)保,可廣泛用于全木、全竹及竹木復(fù)合集裝箱底板、建筑水泥模板及多層實木地板基材等。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。實施例I :
油茶果殼液化樹脂膠粘劑配方如下(g)
油茶果殼粉100 苯酚:150
36. 5%鹽酸溶液:65 こ醇:30
20%氫氧化鈉溶液320 36. 7%甲醛溶液:200 水60
合成步驟
(I)清理油茶果殼表面雜質(zhì)、干燥、粉碎制得油茶果殼粉,取油茶果殼粉100 g,備用。(2)將150g熔融苯酚、30gこ醇及濃度為36. 5%的鹽酸65g依次加入反應(yīng)釜中,升溫至50°C,再加入IOOg油茶果殼粉,攪拌均勻;
(3)緩慢升溫至120°C,反應(yīng)70min,冷卻水降溫至70°C,加入濃度為20%的氫氧化鈉溶液130g,調(diào)整pH值至7,攪拌20min,再降溫至30°C,制得油茶果殼液化產(chǎn)物;
(4)常溫下加入濃度為20%氫氧化鈉溶液190g、濃度為36.7%甲醛溶液200g,緩慢升溫至88°C,反應(yīng)90min,測其粘度,當(dāng)粘度達到35s (25°C /涂_4杯)時,降溫到30°C,放料制得本發(fā)明所述茶果殼液化樹脂膠粘劑。實施例2:
油茶果殼液化樹脂膠粘劑配方如下(g)
油茶果殼粉200 苯酚200
36. 5%鹽酸溶液:160 こ醇:60
30%氫氧化鉀溶液460 36. 7%甲醛溶液:340 水120合成步驟
(I)清理油茶果殼表面雜質(zhì)、干燥、粉碎制得油茶果殼粉,取油茶果殼粉200 g,備用。(2)將200g熔融苯酚、60gこ醇及濃度為36. 5%的鹽酸160g依次加入反應(yīng)釜中,升溫至50°C,再加入200g油茶果殼粉,攪拌均勻;
(3)緩慢升溫至130°C,反應(yīng)60min,冷卻水降溫至70°C,加入濃度為30%氫氧化鉀溶液215g,調(diào)整pH值至8,攪拌20min,再降溫至30°C ;
(4)常溫下加入濃度為30%的氫氧化鉀溶液245g,濃度為36.7%的甲醛溶液340g,緩慢升溫至90°C,反應(yīng)80min,測其粘度,當(dāng)粘度達到35s (25°C /涂_4杯)時,降溫到40°C放料,制得本發(fā)明所述茶果殼液化樹脂膠粘劑。 實施例3:
油茶果殼液化樹脂膠粘劑配方如下(g)
油茶果殼粉300 苯酚200 98%硫酸溶液90 こ醇:100
40%氫氧化鉀溶液400 36. 7%甲醛溶液:375 水:150 合成步驟
(I)清理油茶果殼表面雜質(zhì)、干燥、粉碎制得油茶果殼粉,取油茶果殼粉300 g,備用。(2)將200g熔融苯酚、IOOgこ醇及濃度為98%的硫酸溶液90g依次加入反應(yīng)釜中,升溫至50°C,再加入300g油茶果殼粉,攪拌均勻;
(3)緩慢升溫至140°C,反應(yīng)50min,冷卻水降溫至70°C,加入濃度為40%氫氧化鉀溶液190g,調(diào)整pH值至7,攪拌20min,再降溫至40°C ;
(4)常溫下加入濃度為40%氫氧化鉀溶液210g,濃度為36.7%甲醛溶液375g,緩慢升溫至92°C,反應(yīng)70min,測其粘度,當(dāng)粘度達到35s (25°C /涂_4杯)時,降溫到40°C放料,制得本發(fā)明所述茶果殼液化樹脂膠粘劑。實施例4
油茶果殼液化樹脂膠粘劑配方如下(g)
油茶果殼粉50 苯酚50
36. 5%鹽酸溶液:35 こ醇:20
50%氫氧化鈉溶液65 36. 7%甲醛溶液:85 水30 合成步驟
(I)清理油茶果殼表面雜質(zhì)、干燥、粉碎制得油茶果殼粉,取油茶果殼粉200 g,備用。(2)將50g熔融苯酚、20gこ醇及濃度為36. 5%鹽酸溶液35g依次加入反應(yīng)釜中,升溫至50°C,再加入50g油茶果殼粉,攪拌均勻;
(3)緩慢升溫至150°C,反應(yīng)40min,冷卻水降溫至70°C,加入濃度為50%氫氧化鈉溶液28g,調(diào)整pH值至7-8,攪拌20min,再降溫至30 40°C ;
(4)常溫下加入濃度為50%氫氧化鈉溶液37g,濃度為36.7%甲醛溶液85g,緩慢升溫至94°C,反應(yīng)60min,測其粘度,當(dāng)粘度達到35s (25°C /涂_4杯)時,降溫到30°C放料,制得本發(fā)明所述茶果殼液化樹脂膠粘劑。
通過上述方法制備的油茶果殼液化樹脂膠粘劑的性能進行檢測,結(jié)果如下表所示
表I:實施例I、2、3、4制備的液化樹脂膠粘劑的各項性能對比
權(quán)利要求
1.ー種油茶果殼液化樹脂膠粘劑的制備方法,其特征在干包括以下步驟 (1)清理油茶果殼表面雜質(zhì)、干燥、粉碎; (2)將粉碎后的油茶果殼粉與熔融的苯酚均勻混合,加入酸、醇類助溶劑,在120 150°C下液化反應(yīng)完全,加堿溶液調(diào)整pH為7 8,降溫到30 40°C,制得油茶果殼液化產(chǎn)物; (3)常溫下在上述油茶果殼液化產(chǎn)物中分別加入堿溶液及甲醛溶液,升溫到85 950C,反應(yīng)60 90min,降溫到30 40°C,放料,制得油茶果殼液化樹脂膠粘劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的油茶果殼液化樹脂膠粘劑的制備方法,其特征在于油茶果殼粉與苯酚的質(zhì)量比為1:0. 68 2。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的油茶果殼液化樹脂膠粘劑的制備方法,其特征在于酸類助溶劑為硫酸或鹽酸之一,且酸的加入量為油茶果殼粉與苯酚總質(zhì)量的6% 18%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的油茶果殼液化樹脂膠粘劑的制備方法,其特征在于醇類助溶劑是濃度為95%的こ醇溶液,且こ醇的加入量為油茶果殼粉與苯酚總質(zhì)量的10% 30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的油茶果殼液化樹脂膠粘劑的制備方法,其特征在于步驟2中所述堿溶液為濃度為20%-50%的氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液之一,且堿的加入量為油茶果殼粉與苯酚總質(zhì)量的20% 40%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的油茶果殼液化樹脂膠粘劑的制備方法,其特征在于步驟3中甲醛溶液加入量為油茶果殼液化產(chǎn)物與甲醛的摩爾比為1:1. 5 2. 3。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的油茶果殼液化樹脂膠粘劑的制備方法,其特征在于步驟2中液化反應(yīng)時間為40 70min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種油茶果殼液化樹脂膠粘劑的制備方法,步驟如下清理油茶果殼表面雜質(zhì)、干燥、粉碎;將油茶果殼粉與熔融的苯酚均勻混合,加入酸、醇類助溶劑,在120~150℃下液化反應(yīng),加堿溶液調(diào)整pH,降溫制得油茶果殼液化產(chǎn)物;常溫下在油茶果殼液化產(chǎn)物中分別加入堿溶液及甲醛溶液,升溫到85~95℃,反應(yīng)60~90min,降溫到30~40℃,放料,制得。本發(fā)明的的苯酚替代率可達55%左右,有效地節(jié)約了石油化工產(chǎn)品苯酚,生產(chǎn)成本較同類產(chǎn)品—酚醛樹脂膠粘劑有較大幅度的降低,可達到GB17657-1999人造板及飾面人造板理化性能實驗方法中Ⅰ類膠合板用標(biāo)準(zhǔn),貯存穩(wěn)定、毒性小、制備方法簡單、可操作性強、綠色環(huán)保。
文檔編號C08G8/08GK102757543SQ20111029749
公開日2012年10月31日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者余能富, 孫豐文, 張茜, 王玉, 賀磊 申請人:江西省林業(yè)科學(xué)院