[发明专利]制备酚醛树脂的方法、树脂材料及制备树脂成形材料的方法

说明书

技术领域

本发明是涉及一种酚醛树脂的制备方法，特别是涉及一种由生质物热裂解油(biomass pyrolysis oil)制备酚醛树脂的方法。

背景技术

由于石油蓄储量有限，且加工使用过程大量排放二氧化碳(CO₂)温室气体，造成全球气候暖化，并危及人类未来的生存环境。因此，寻找石油替代资源为目前世界各国所共同关切的课题。欧美等先进国家均加强研发以再生性资源取代石化原料，并筹思规范未来石化加工产品中必须含有相当比例的再生性材料，如此显示有迫切开发再生性材料及建立相关加工技术的需要，以维系未来相关产业的持续发展。

木质纤维素是天然高分子，具可再生特性，主要由碳、氢、氧所构成，其中的木质素是自然界唯一能提供可再生的酚类化合物(phenolic compound)或芳香基化合物的非石化资源。纤维素经热裂解则产生以左旋葡聚糖为主的生成物。对木质纤维素进行快速热裂解处理及化学处理，均是有效地将其由固态转化成液态的方法，并藉以取得可利用的酚类化合物。

在酚类化合物利用方面，酚醛树脂(phenol-formaldehyde resin)为最早被开应用的合成树脂，其加工产品领域涵盖胶合剂、涂料、成型材料、电子基板、绝缘材、隔热材等诸多领域，而其硬化树脂经进一步碳化处理后可应用于特殊机能性的碳材料。

因此，若能有效利用木质纤维素，一方面可解决农林废弃物及木质素废弃物的处置问题，另方面亦可提供可再生的石化替代材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种由生质物热裂解油来制备酚醛树脂的方法，以期降低对石化原料的依赖。

本发明提供一种制备酚醛树脂的方法，其为由生质物热裂解油来制备酚醛树脂，该方法包括下列步骤：对一生质物热裂解油(biomass pyrolysis oil)进行萃取，以萃取出一第一酚类混合物(phenolic compound)；以及于一醛类、一醇类与一碱性催化剂存在下，对该第一酚类混合物进行聚合，以形成一酚醛树脂(phenol-formaldehyde resin)溶液。

本发明还包括对该酚醛树脂溶液进行稀释，以形成一酚醛树脂的稀释液。

本发明还提供一种树脂材料，包括：一基材，由上述所制备的酚醛树脂的稀释液所含浸(impregnation)。

本发明还提供一种制备树脂成形材料的方法，包括下列步骤：提供一生质物热裂解油萃取液；于一醛类、一醇类与一碱性催化剂存在下，对该生质物热裂解油萃取液进行一聚合反应，以形成一分层溶液，其中该聚合反应的温度约介于70～90℃，时间约介于0.5～2小时；取该分层溶液的下层并以醇类进行稀释，以形成一稀释溶液；将一基材含浸于该稀释溶液中；以及对该基材进行烘干、粉碎及成形。

本发明的优点在于：本发明提供的制备酚醛树脂的方法是以新颖的萃取剂自生质物热裂解油中萃取出具有高反应性的酚类化合物，且此具有高反应性的酚类化合物可以新颖的合成方法在碱性催化剂存在下合成酚醛树脂，所合成的树脂可应用于例如含浸木粉，并进一步将此树脂含浸木粉通过热压合制作成电木成型材料；因此，新颖的萃取剂可大幅度降低有机萃取溶剂的使用量、原料成本及回收成本，而分离所得的具有高反应性的酚类化合物有利于合成树脂；本发明选用的原料除了可提升农林废弃物及造纸黑液废弃物及木质素的再利用价值，更是降低了对石化原料的依赖，减少二氧化碳排放，减缓地球暖化，是一种可持续供应的绿色化学材料。

为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，作详细说明如下：

附图说明

图1是根据本发明的实施例1的经萃取所得的酚类化合物样品的GC分析图谱；

图2是根据本发明的实施例2的经萃取所得的酚类化合物样品的GC分析图谱；

图3为根据比较实施例3的经萃取所得的酚类化合物样品的GC分析图谱；

图4为实施例1与比较实施例1的酚醛树脂溶液的FTIR图谱，其中，虚线代表实施例1，实线代表比较实施例1。

具体实施方式

本发明的一实施例，提供一种从生质物热裂解油制备酚醛树脂的方法，包括下列步骤。首先，对一生质物热裂解油进行萃取，以萃取出一第一酚类混合物。之后，于一醛类、一醇类与一碱性催化剂存在下，对第一酚类混合物进行聚合，以形成一酚醛树脂溶液。