[发明专利]一种利用木质素制备无醛木质素基木材胶黏剂的方法

说明书

一种利用木质素制备无醛木质素基木材胶黏剂的方法，涉及一种木材胶黏剂的制备方法。本发明的目的是要解决传统木材胶黏剂中石油基组份用量过大以及胶黏剂中存在有毒挥发性物质的问题。方法：一、配置木质素‑碱‑乙二醛的混合水溶液；二、木质素的羟基化反应；三、胶黏剂的制备，即得到利用木质素制备的无醛木质素基木材胶黏剂。本发明用于一种利用木质素制备无醛木质素基木材胶黏剂的方法。

技术领域

本发明涉及一种木材胶黏剂的制备方法。

背景技术

我国是一个木材消费大国，但是自二十世纪九十年代以来，我国天然优质大径级木材越来越少，除此之外，由于国际范围内木材市场供不应求的现状导致俄罗斯、东南亚以及非洲等国家的进口原木价格日益上涨，我国木制品相关行业受到了前所未有的压力。为了满足各行各业发展以及人民生活水平提高对木制品的需求，国内外诸多木材加工企业早已将目光转移到小径材、枝丫材以及人工速生材上。以枝丫材、小径材、劣质木材以及采伐剩余物等作为原材料，利用木材胶接技术制备人造板及其他木材制品的方法卓有成效地缓解了木材资源匮乏的压力。当前木材行业所使用的胶黏剂仍然以源自于石油资源的合成树脂胶黏剂为主，如酚醛树脂和脲醛树脂，该类胶黏剂不仅性能优异，而且价格低廉，应用技术成熟。但同时现有木材胶黏剂也存在诸多不足：(1)传统木材胶黏剂中石油基组份用量过高，例如脲醛树脂45％以上原料来自于石油，而酚醛树脂则高达95％，石油资源日益枯竭导致合成树脂型胶黏剂生产成本急剧增加；(2)胶黏剂中甲醛(毒性：LD₅₀mouse＞42mg/kg)、苯酚(毒性：LD₅₀mouse＞270mg/kg)等有毒挥发性小分子会对人们身体健康造成危害，当前大多数人造板都存在不同程度甲醛挥发的问题(E2级≤5.0mg/L、E1级≤1.5mg/L、E0级≤0.5mg/L)；(3)传统木材胶黏剂生物降解性差，会对环境造成污染。因此，人们迫切地寻求利用可再生资源制备无醛木材胶黏剂的方法。当前，大豆蛋白基木材胶黏剂和淀粉基木材胶黏剂等都已成功实现工业化应用，然而木质素基木材胶黏剂成功工业化应用的实例却鲜有报道。

木质素是一种价格低廉、产量巨大的可再生生物质资源，其结构含有多种活性官能团，如酚羟基、醇羟基、羰基、醛基、共轭双键等，这也是利用其制备各类生物质材料的基础。木质素基木材胶黏剂是指以木质素或改性木质素为主体，添加一定量固化剂及其他助剂制备而成的一类木材胶黏剂。在胶黏剂行业中最为常用的木质素是来源于制浆造纸行业的副产物和来源于生物炼制行业的副产物，后者没有经过碱或盐的蒸煮处理，降解程度低，更好的保留了原本木质素的结构，纯度和活性更高。在制备胶黏剂前，通常需要对木质素进行改性，以提高木质素分子中特定官能团的含量，增强反应活性，提升木质素基胶黏剂的胶接性能。木质素的绿色化改性以及利用其制备无醛木材胶黏剂等技术对于木材加工工业乃至整个木质素基生物质材料加工行业都有着重要意义。

发明内容

本发明的目的是要解决传统木材胶黏剂中石油基组份用量过大以及胶黏剂中存在有毒挥发性物质的问题，而提供一种利用木质素制备无醛木质素基木材胶黏剂的方法。

一种利用木质素制备无醛木质素基木材胶黏剂的方法具体是按以下步骤完成的：

一、配置木质素-碱-乙二醛的混合水溶液：

在搅拌速度为400r/min～600r/min的条件下，将木质素加入到碱的水溶液A中，得到混合物，向混合物中加入乙二醛水溶液，得到均匀物料，最后向均匀物料中加入碱的水溶液B至pH为10～13，得到木质素-碱-乙二醛的混合水溶液；

所述的木质素与碱的水溶液A的质量比为1:(0.75～1.5)；所述的木质素与乙二醛水溶液的质量比为1:(0.75～4)；

所述的碱的水溶液A中碱的质量百分数为20％～40％；所述的碱的水溶液A中的碱为氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种的混合物；所述的碱的水溶液B与碱的水溶液A为同种物质；

所述的乙二醛水溶液中乙二醛的质量百分数为30％～50％；