一種纖維素乙醇木質(zhì)素改性酚醛樹脂木材膠黏劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保型木材膠黏劑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種纖維素乙醇木質(zhì)素改性酚醛樹脂木材膠黏劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國人造板用木材膠黏劑每年消耗大量的石化原料，受原料價格以及環(huán)境因素影響較大，對于低成本、高性能的環(huán)保木材膠黏劑需求旺盛。另一方面，以農(nóng)林剩余物為原料經(jīng)過生物煉制制備生物乙醇已成為生物質(zhì)能源的重要發(fā)展方向，在生物煉制過程中產(chǎn)生了大量的高活性木質(zhì)素，這些副產(chǎn)物一直以來未能得到良好利用，主要被當(dāng)做燃料燒掉。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，這部分副產(chǎn)物中含有的高活性木質(zhì)素，分子結(jié)構(gòu)與苯酚相似，可用于替代部分苯酚制備木材用酚醛樹脂膠黏劑。通過對纖維素乙醇木質(zhì)素成分以及分子結(jié)構(gòu)的理論研究，對纖維素乙醇木質(zhì)素基酚醛樹脂膠黏劑進行的的分子合成、共聚機理的基礎(chǔ)理論研究，可以實現(xiàn)生物質(zhì)資源的充分利用，降低生物乙醇和人造板加工產(chǎn)業(yè)的綜合成本，促進生物煉制產(chǎn)業(yè)和人造板產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
[0003]現(xiàn)有生物煉制木質(zhì)素替代苯酚的替代率普遍較低，且木質(zhì)素原料需要預(yù)先提純或者經(jīng)過化學(xué)改性處理后再用于制備木質(zhì)素酚醛樹脂膠黏劑，在生產(chǎn)膠合板時，板材預(yù)壓性較差，生產(chǎn)實際中利用有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對生物煉制副產(chǎn)物一一纖維素乙醇木質(zhì)素利用率不高對環(huán)境產(chǎn)生的污染以及所帶來的資源浪費，實現(xiàn)纖維素乙醇木質(zhì)素的高值化利用；以及針對人造板用木材膠黏劑對石化原料依賴度高，膠合產(chǎn)品對人體健康存在一定的環(huán)保問題，本發(fā)明的首要目的在于提供一種纖維素乙醇木質(zhì)素改性酚醛樹脂木材膠黏劑的制備方法。本發(fā)明利用纖維素乙醇木質(zhì)素替代部分苯酚制備生物質(zhì)基環(huán)保型木材膠黏劑，可以降低生產(chǎn)成本，提升環(huán)保品質(zhì)，實現(xiàn)人造板產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供上述制備方法獲得的纖維素乙醇木質(zhì)素改性酚醛樹脂木材膠黏劑。
[0006]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種纖維素乙醇木質(zhì)素改性酚醛樹脂木材膠黏劑的制備方法，包括以下步驟:
[0007](1)將苯酚72g、纖維素乙醇木質(zhì)素48g、液堿2.7g、第一批水40mL加入到反應(yīng)釜中，升溫至90?92°C，保溫30?50分鐘；
[0008](2)保溫結(jié)束后，加入第一批甲醛156g，在70?75°C條件下保溫30?50分鐘；
[0009](3)加入第一批液堿14.4g、第二批水40mL，在80?85°C條件下保溫30?50分鐘；
[0010](4)保溫結(jié)束后，加入第二批甲醛72g，第二批液堿14.4g，在80?85°C條件下保溫30?50分鐘；
[0011](5)加入第三批液堿14.4g，在90?92°C條件下，反應(yīng)至粘度0.15?0.20Pa.s，降溫至80°C，加入尿素20g，再降溫至50°C，冷卻出料。
[0012]步驟(1)中所述的纖維素乙醇木質(zhì)素的制備方法為:在纖維素乙醇生產(chǎn)過程中，秸桿經(jīng)過蒸汽爆破和酸堿處理后，再經(jīng)過酶解，其中的糖類經(jīng)發(fā)酵和蒸餾過后所產(chǎn)生的固體廢棄物主要成分就是纖維乙醇木質(zhì)素，其分子結(jié)構(gòu)除了木質(zhì)素本身的疏水結(jié)構(gòu)外，還含有酚羥基、醇羥基、羧基等活性基團，與傳統(tǒng)的亞硫酸鹽或堿煮法制備紙漿的木質(zhì)素不同，纖維素乙醇木質(zhì)素較好的保留了木質(zhì)素的化學(xué)活性，比堿木素、木質(zhì)素磺酸鹽等含有更多的木質(zhì)素成分。
[0013]—種纖維素乙醇木質(zhì)素改性酚醛樹脂木材膠黏劑由上述的制備方法獲得。
[0014]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果:
[0015]本發(fā)明提供的一種纖維素乙醇木質(zhì)素改性酚醛樹脂木材膠黏劑的制備方法，該方法利用纖維素以純木質(zhì)素替代40%的苯酚，制備的木材用木質(zhì)素基酚醛樹脂膠黏劑具有較好的綜合性能，其游離甲醛含量僅為0.37%，游離苯酚含量為0.28%，利用該膠黏劑制備的膠合板膠合強度為1.12MPa，達到國家I類板強度要求，甲醛釋放量為0.28mg/L，達到國家E。級標(biāo)準(zhǔn)。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0017]實施例1
[0018](1)將苯酚72g、纖維素乙醇木質(zhì)素48g、液堿2.7g、第一批水40mL加入到反應(yīng)釜中，升溫至90°C，保溫50分鐘；
[0019](2)保溫結(jié)束后，加入第一批甲醛156g，在70°C條件下保溫50分鐘；
[0020](3)加入第一批液堿14.4g、第二批水40mL，在80 °C條件下保溫50分鐘；
[0021](4)保溫結(jié)束后，加入第二批甲醛72g，第二批液堿14.4g，在80°C條件下保溫50分鐘；
[0022](5)加入第三批液堿14.4g，在90°C條件下，反應(yīng)至粘度(λ 15?(λ 20Pa.s’降溫至80°C，加入尿素20g，再降溫至50°C，冷卻出料。
[0023]實施例2
[0024](1)將苯酚72g、纖維素乙醇木質(zhì)素48g、液堿2.7g、第一批水40mL加入到反應(yīng)釜中，升溫至92 °C，保溫30分鐘；
[0025](2)保溫結(jié)束后，加入第一批甲醛156g，在75°C條件下保溫30分鐘；
[0026](3)加入第一批液堿14.4g、第二批水40mL，在85 °C條件下保溫30分鐘；
[0027](4)保溫結(jié)束后，加入第二批甲醛72g，第二批液堿14.4g，在85°C條件下保溫30分鐘；
[0028](5)加入第三批液堿14.4g，在92°C條件下，反應(yīng)至粘度(λ 15?(λ 20Pa.s’降溫至80°C，加入尿素20g，再降溫至50°C，冷卻出料。
[0029]實施例3
[0030](1)將苯酚72g、纖維素乙醇木質(zhì)素48g、液堿2.7g、第一批水40mL加入到反應(yīng)釜中，升溫至91°C，保溫40分鐘；
[0031](2)保溫結(jié)束后，加入第一批甲醛156g，在73°C條件下保溫40分鐘；
[0032](3)加入第一批液堿14.4g、第二批水40mL，在83 °C條件下保溫40分鐘；
[0033](4)保溫結(jié)束后，加入第二批甲醛72g，第二批液堿14.4g，在83°C條件下保溫40分鐘；
[0034](5)加入第三批液堿14.4g，在91°C條件下，反應(yīng)至粘度(λ 15?(λ 20Pa.s’降溫至80°C，加入尿素20g，再降溫至50°C，冷卻出料。
[0035]上述實施例1?3中纖維素乙醇木質(zhì)素改性酚醛樹脂木材膠黏劑的制備方法，利用纖維素以純木質(zhì)素替代40%的苯酚，制備的木材用木質(zhì)素基酚醛樹脂膠黏劑具有較好的綜合性能，制備獲得的纖維素乙醇木質(zhì)素改性酚醛樹脂木材膠黏劑中的游離甲醛含量僅為
0.37%，游離苯酚含量為0.28%，利用該膠黏劑制備的膠合板膠合強度為1.12MPa，達到國家I類板強度要求，甲醛釋放量為0.28mg/L，達到國家E。級標(biāo)準(zhǔn)。
[0036]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種纖維素乙醇木質(zhì)素改性酚醛樹脂木材膠黏劑的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)將苯酚72g、纖維素乙醇木質(zhì)素48g、液堿2.7g、第一批水40mL加入到反應(yīng)釜中，升溫至90?92°C，保溫30?50分鐘； (2)保溫結(jié)束后，加入第一批甲醛156g，在70?75°C條件下保溫30?50分鐘；(3)加入第一批液堿14.4g、第二批水40mL，在80?85°C條件下保溫30?50分鐘； (4)保溫結(jié)束后，加入第二批甲醛72g，第二批液堿14.4g，在80?85 °C條件下保溫30?50分鐘； (5)加入第三批液堿14.4g，在90?92°C條件下，反應(yīng)至粘度0.15?0.20Pa.S，降溫至80°C，加入尿素20g，再降溫至50°C，冷卻出料。2.—種纖維素乙醇木質(zhì)素改性酚醛樹脂木材膠黏劑由權(quán)利要求1所述的制備方法獲得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種纖維素乙醇木質(zhì)素改性酚醛樹脂木材膠黏劑及其制備方法，屬于環(huán)保型木材膠黏劑制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明中所述的制備方法包括以下步驟：將纖維素乙醇木質(zhì)素、苯酚、片堿、水加入反應(yīng)釜，保溫反應(yīng)，然后依次添加甲醛溶液、第一批液堿和第二批水、第二批甲醛溶液和第二批液堿，并分別進行保溫處理，然后加入尿素，經(jīng)冷卻出料獲得。該方法利用纖維素以純木質(zhì)素替代40％的苯酚，制備的木材用木質(zhì)素基酚醛樹脂膠黏劑中游離甲醛含量僅為0.37％，游離苯酚含量為0.28％，利用該膠黏劑制備的膠合板膠合強度為1.12MPa，達到國家Ⅰ類板強度要求，甲醛釋放量為0.28mg/L，達到國家E0級標(biāo)準(zhǔn)。
【IPC分類】C08G8/28, C09J161/14
【公開號】CN105348460
【申請?zhí)枴緾N201510827672
【發(fā)明人】時君友
【申請人】北華大學(xué)
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月25日