[发明专利]一种利用废弃防腐木材合成的酚醛树脂胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的基于醛的缩聚物的黏合剂及其制备方法，特别涉及一种木材液 化改性的酚醛缩合物胶黏剂及其制备方法。

背景技术

酚醛树脂胶粘剂有着良好的耐候性，是人造板工业三大胶之一，但昂贵的成本限制了 它的广泛应用。随着可持续发展的要求和人们环保意识的增强，环境友好产品的研制与开 发越来越受到国际的关注和重视。木质纤维素材料作为一种天然的、可再生的资源，日益 引起人们的广泛兴趣。以液化木材为原料制备胶粘剂成为充分利用木材废弃物、解决现有 胶粘剂环境污染问题的一条新途径。

人类生活离不开木材，木材被广泛地应用于国民经济发展的每一个环节，从人们日常 的生活器具、家具、室内装饰及陈设构件、包装用品、运输工具、活动器材到大型建筑， 木材担当着十分重要角色，但是由于木材的耐腐蚀能力差，使用时多采用经过防腐处理的 木材。虽然防腐木材的耐腐朽性能和抗虫害性能显著提高，使用寿命明显延长，但是大量 使用木材防腐剂对环境污染严重。

防腐木材一方面因为含有毒成分，废弃后无论是焚烧、掩埋或是直接抛弃在自然环境 中都会对人类造成较大危害；另一方面，防腐木材中依然含有丰富的木材化学物质，是具 有一定的利用价值的。废弃防腐木材无害化处理的技术水平，最终决定了能否真正做到提 高资源的再利用率并减少对环境的污染。国外对于废弃防腐木材的回收处理主要包括重复 利用回收利用，如制成再生木或复合材料，也可进行除毒处理并制成其它材料。但由于这 些方法成本较高，无法与目前尚在应用的填埋法相比，难以得到广泛认可。

木材是一种难溶、难熔的天然高分子材料，不能象塑料、金属和玻璃一样通过加热、 加压等方式进行加工，研究发现将木材液化后的产品具有热流动性，从而拓宽了木材的应 用领域。木材液化主要是将木质材料与苯酚、多元醇、环状碳酸酷等有机溶剂反应，在酸 性催化剂、碱性催化剂甚至无催化剂条件下发生液化反应，使木材中的纤维素、半纤维素 和木质素大分子降解为具有一定反应活性的液体物质，成为一种新的可生物降解高分子原 材料，从而用于诸如粘合剂、模塑材料、聚氨醋泡沫等高分子材料的制备。鉴于此将防腐 木材进行液化处理，防腐木材中的有害金属元素脱除在残渣中，而将依然留存在防腐木材 中的化学活性基团提取出来，作为高分子原料，制备改性酚醛树脂、模压材料或碳素纤维， 不但可以最大限度地利用木材资源，而且可以将防腐木材中的金属元素浓缩在少量的木材 残渣中，便于进一步处理和消解。

木材液化的研究起步于上世纪80年代，目前的液化方法主要有两类：木材的高温高 压液化方法和木材在常压状态下的催化剂作用下的低温液化方法。不管是高温高压液化方 法还是低温液化方法，目前都是将木材原材料粉碎后直接用苯酚、多元醇或环状碳酸酷等 有机溶剂进行液化。

例如：公开号为CN1554724的发明专利申请公开了一种以木粉在催化剂作用下的酚 化产物为原料制备液化木酚醛胶的工艺方法。该发明是在常压或高压条件下，以酚和极性 小分子为混合溶剂，向混合溶剂加入木粉和催化剂，在不断搅拌下于100～150℃反应10～ 300分钟，制备木材的液化产物。待液化产物冷却后，加入一定量的碱性催化剂和福尔马 林，在45～65℃下反应30～120分钟，然后升温至80～100℃继续反应，达到粘度时出料， 制备液化木酚醛胶粘剂。

公开号为CN1884416的发明专利申请公开了一种由木材液化物合成的酚醛树脂胶粘 剂，其采用下述方法制备：先将木材粉碎成木粉，采用磷酸催化剂进行苯酚液化处理，得 木材液化物；然后将木材液化物与甲醛按1∶1.8～2.1摩尔比在氢氧化钠水溶液碱性条件 下反应，氢氧化钠与木材液化物的摩尔比为1∶0.5～0.6，水与木材液化物的摩尔比为 1∶8.5～9.0，在常压状态下升温到70～90℃，反应时间控制在120min～150min，即得粘 度为66～80S的酚醛树脂胶粘剂。

公开号为CN1528824的发明专利申请公开了一种植物纤维液化物及其制备方法和用 途。该液化物按质量份数计，由多元醇100份、酚0～12份、酸1～15份搅拌均匀，升温 到110～160℃，再加入经干燥粉碎的植物纤维原料5～40份，反应20～150min，然后用 冰降温而制得。该液化物可用于制备聚氨酯发泡材料。