[发明专利]一种木质素基酚醛树脂胶黏剂的制备方法

说明书

本发明提供了一种木质素基酚醛树脂胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：S1：向反应釜中加入苯酚、液碱，搅拌，加热升温至40～80℃，并保温；S2：将第一部分甲醛加入反应釜中，保温搅拌，接着加热升温至60～90℃；S3：将第二部分甲醛加入反应釜中，保温搅拌；S4：将木质素加入反应釜中，加热升温至80～150℃，保温搅拌；S5：将第三部分甲醛加入反应釜中，保温搅拌；S6：将反应混合物降温至22～25℃，并加入交联剂，保温搅拌，出料。该制备方法采用逐步升温的方式进行，可降低能源用量，利于降低生产成本；该制备方法既降低了产品的游离酚醛的含量，又提高了胶合强度，所得产品的各项指标符合国家标准，并优于市售的酚醛树脂胶黏剂产品。

技术领域

本发明属于胶黏剂技术领域，具体涉及一种木质素基酚醛树脂胶黏剂的制备方法。

背景技术

2010年世界酚醛树脂产量约480万吨，其中酚醛树脂胶黏剂约占33％。中国是世界人造板生产第一大国，2011年中国人造板产量达到2.35亿立方米，消耗木材胶黏剂约1000万吨，以酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛树脂为主。酚醛树脂因其独特的网状交联分子结构，具有胶合强度高、耐水性好、耐候性好的优点。但随着石油资源的日益短缺和石油基化工原料价格上涨，人造板用酚醛树脂胶黏剂的大规模生产和应用越来越受到限制。从上世纪80年代起，人们开始研究以木质素、单宁等天然多酚原料替代苯酚制备木质素基酚醛树脂胶黏剂。自然界中木质素是仅次于纤维素的第二大可再生资源，同时也是天然产量最大的芳香族化合物，据估测全球每年可产生约6×10¹⁴t。工业木质素主要来源于制浆造纸工业废弃物，绝大多数被作为燃料烧掉，仅有1％～2％的木质素被分离出来生产高附加值产品，可见其高值化利用率较低。

木质素是以苯基丙烷为结构单元，通过碳－碳键和醚键高度交联的三维网状结构天然芳香族化合物。由于分子上具有醇羟基和酚羟基等活性官能团，与酚醛树脂结构相似，木质素可部分替代苯酚制备木质素改性酚醛树脂胶黏剂，既可降低成本、又可达到生物质资源高效利用的目的，并且制备的木质素改性酚醛树脂胶黏剂游离酚等有毒残余较低，具有环保意义。

目前，已经报道了多种改善木质素基酚醛树脂胶黏剂及其制备的方法，以改善其综合性能，如：木质素酚化改性，[陈媛媛、蒙壮壮、韩杰等，改性木质素酚醛树脂胶黏剂的研究进展.广州华工2016,8：15：13-17]报道了利用苯酚及衍生物对木质素进行酚化改性，引入苯酚基团，提高酚羟基含量改善木质素基酚醛树脂胶黏剂的方法；[董瑞雪、张萍，木质素的酪化、氧化改性及木素胶黏剂的合成.北京林业大学2016.6.14：25-27]研究了以氯化铝为催化剂来降解木质素以提高其酚羟基含量的方法来改善木质素基酚醛树脂胶黏剂。木质素的氧化改性，[欧阳新平、战磊、陈凯、杨东杰、邱学，木质素改性酚醛树脂胶黏剂的制备.青华南理工大学学报2007.5:118-121]报道了使用标准Fenten试剂氧化降解木质素，改善木质素基酚醛树脂胶黏剂的方法。

然而，以上方法虽能提高木质素的反应活性，但在木质素活化处理方面势必会增加相应的成本，且处理工艺复杂，反应时间长，不利于大规模工业化生产。

发明内容

为了克服现有技术中存在的诸多技术缺陷，本发明旨在提供一种全新的木质素基酚醛树脂胶黏剂的制备方法，成功采用木质素代替部分苯酚合成酚醛胶，先使苯酚在碱性环境下活化，再与甲醛反应，之后加入木质素继续反应至反应结束；此工艺大幅度降低了胶黏剂中的游离酚和游离醛的含量，并且使反应物的粘度明显降低，胶合强度也有明显提高。

因此，本发明提供了以下技术方案：

一种木质素基酚醛树脂胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：向反应釜中加入苯酚、液碱，搅拌，加热升温至40～80℃，并保温；

S2：将第一部分甲醛加入反应釜中，保温搅拌，接着加热升温至60～90℃；

S3：将第二部分甲醛加入反应釜中，保温搅拌；