[发明专利]一种在酚醛树脂胶粘剂体系下制备纳米氧化铜颗粒的方法

说明书

本发明公开了一种在酚醛树脂胶粘剂体系下制备纳米氧化铜颗粒的方法及其应用，包括以下步骤：A、酚醛树脂基体制备：在碱性条件下，苯酚与甲醛发生加成与缩聚反应生成热固性酚醛树脂溶液；B、纳米氧化铜/酚醛树脂复合体系制备：向工序A中制得的酚醛树脂中滴加铜盐水溶液经直接沉淀法得到纳米氧化铜均匀分散的复合改性酚醛树脂胶粘剂，即纳米氧化铜/酚醛树脂复合体系；本发明制得的纳米氧化铜/酚醛树脂复合体系成本较低，具备防腐性能且纳米氧化铜的引入对酚醛树脂胶粘剂的各项性能影响小；本发明制备的复合改性酚醛树脂胶粘剂体系中纳米氧化铜颗粒分散性良好，纯度高，在不同铜盐的制备条件下可形成独特形貌的纳米氧化铜。

技术领域

本发明属于无机纳米材料改性木材胶粘剂技术领域，具体涉及一种在酚醛树脂胶粘剂体系下制备纳米氧化铜颗粒的方法。

背景技术

纳米氧化铜的粒径介于1nm-100nm之间，具有表面效应、量子尺寸效应、体积效应以及宏观量子隧道效应等优越性能，在磁性、光吸收、化学活性、热阻、催化剂等方面表现出奇特的物理和化学性能，因此纳米氧化铜受到了人们的普遍关注，并且成为用途广泛的无机材料之一。

纳米氧化铜的应用非常广泛。在抗杀菌方面，纳米氧化铜可以作为防腐剂来使用。正是由于纳米氧化铜本身具有的优良特性和抗杀菌性能，为我们将其应用在改性酚醛树脂方面提供了理论基础。纳米氧化铜的性能很大程度上取决于晶体的尺寸、形貌和结构等。在不同的制备工艺条件下，纳米氧化铜的形貌主要有纳米针、纳米管、纳米棒、纳米片、纳米线以及球状、花状等。

根据人们的使用条件和应用范围，纳米氧化铜的制备方法主要有水热法、气相法、溶胶凝胶法、沉淀法等。近年来，人们又发现了许多新的方法来制备纳米氧化铜，例如模板法，电化学法，激光蒸凝法等。其中，沉淀法反应过程所需温度、pH、搅拌速度等跟酚醛树脂合成有许多共同之处，因此沉淀法可以指导纳米氧化铜改性酚醛树脂的合成。沉淀法又分为直接沉淀法、均匀沉淀法、回流沉淀法、络合沉淀法等。

与普通氧化铜相比，纳米氧化铜提高了其在木材保护方面的应用性能，其作为木材防腐剂的性能要远远优于氧化铜，这种变化的原因主要是纳米氧化铜改变了大小、电位、色散特性等。但将纳米氧化铜等化合物直接混合于木材胶粘剂（如酚醛树脂胶粘剂）应用时，会对胶粘剂的施胶性能、储存性能、固化性能以及胶合强度等均产生较大负面影响；也是国内外目前还未有防腐型木材胶粘剂出现的根本原因。

发明内容

本发明提供一种在酚醛树脂胶粘剂体系下制备纳米氧化铜颗粒的方法，将纳米氧化铜的合成与酚醛树脂胶粘剂碱性合成工艺相结合，获得一种在酚醛树脂胶粘剂体系下制备纳米氧化铜颗粒的方法。本发明还提供一种具有木材防腐功能的酚醛树脂胶粘剂应用。

本发明是这样实现的，所述在酚醛树脂胶粘剂体系下制备纳米氧化铜颗粒的方法为直接沉淀法，包括酚醛树脂基体制备、纳米氧化铜/酚醛树脂复合体系制备，具体包括：

A、酚醛树脂基体制备：在碱性条件下，苯酚与甲醛发生加成与缩聚反应生成热固性酚醛树脂溶液。

B、纳米氧化铜/酚醛树脂复合体系制备：向工序A中制得的酚醛树脂中滴加铜盐水溶液经直接沉淀法得到纳米氧化铜均匀分散的复合改性酚醛树脂胶粘剂。

进一步地，工序A所述苯酚与甲醛反应生成热固性酚醛树脂溶液的具体过程为：

a.将苯酚加入四口烧瓶，开动搅拌器，转速为500-600r/min。加入第一次氢氧化钠和蒸馏水并将水浴锅温度升至40-50℃，保温10min；

b.加入第一次甲醛，在40-50℃温度下保温10min，在此温度下每隔10min依次加入等量甲醛四次，最后一次加入后保温10min；