[发明专利]氧化淀粉改性酚醛树脂木材胶粘剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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 000m³胶合板需胶粘剂6t；生产10 000m³刨花板需要胶粘剂1200t，生产10 000m³中纤板需胶粘剂600t；生产10 000m³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，也日益引起人们的关注，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。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足之处，本发明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。本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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∶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，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。