[发明专利]一种制浆废液胶粘剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于粘合剂技术领域，尤其涉及一种制浆废液胶粘剂的制备方法。

背景技术

制浆造纸工业每年要产生大量的废液，而对制浆废液的处理基本采用浓缩后烧掉甚至直接排入江河，这不仅浪费了资源，也对环境造成了严重污染。为了充分利用制浆废液中的有机物，采用制浆废液部分替代苯酚或甲醛合成酚醛胶粘剂，不仅降低生产成本、减少甲醛的残余量，而且减轻制浆废液对环境的污染，实现废弃物的资源化利用。

中国专利CN101191038A、CN101928536A公布了造纸废液改性酚醛胶粘剂的方法：在碱性条件下，将造纸废液进行羟甲基化改性并与酚和醛缩聚合成酚醛胶粘剂。中国专利CN101358120A、CN101348698A所公开的木质素酚醛树脂胶粘剂的制备方法是先将制浆造纸废液进行酸析沉淀、清洗、碱溶、羟甲基化等多工段的处理操作，然后，将纯化的木质素与酚和醛缩聚制备出木质素酚醛树脂胶粘剂。羟甲基化改性的制浆废液或木质素合成的酚醛胶粘剂粘度偏大，易导致涂胶不匀，降低其使用性能。此外，由于木质素的活性点较少，羟甲基化改性反应程度较低，木质素的改性效果并不理想。

《高校化学工程学报》2007年第21卷第4期上的一篇题为“麦草碱木素酚化改性及其制备LPF胶粘剂工艺研究”的文章，介绍了碱性条件下麦草碱木素酚化改性及木质素酚醛树脂胶粘剂合成的工艺条件，采用傅立叶红外光谱和凝胶色谱对酚化改性前后麦草碱木素化学结构的变化进行了研究，揭示了麦草碱木素酚化改性机理。在最佳工艺条件下，酚化改性的麦草碱木素代替70％的苯酚制备的木质素酚醛树脂胶粘剂的胶粘强度与传统酚醛树脂胶粘剂相近。

中国专利CN101463238A公布了在常压或高压及碱性触媒的作用下将糖转化为醛，然后与酚类或胺类化合物反应合成了可用于建筑业、木材加工业、纸制品、内墙涂料等行业的环保型胶粘剂。

由此可见，采用羟甲基化改性的木质素或制浆造纸废液替代部分酚类物质合成酚醛胶粘剂的工艺存在着胶粘剂的粘度较大，制胶工艺较为复杂的不足。此外，羟甲基化改性的效果不甚理想。而采用碱性触媒将糖转化为醛，然后与酚类或胺类化合物反应合成胶粘剂的工艺较为环保，由于该工艺直接选用糖类物质作为合成原料，而存在着成本较高及糖类有机资源未能充分利用的局限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产成本低，工艺简单，可操作性强，不仅解决了废液对环境的污染问题，而且充分利用了制浆废液，变废为宝，实现了制浆废液资源化利用的制浆废液胶粘剂的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)制浆废液的酚化改性

在碱性催化剂和酚的作用下，于90～140℃对制浆废液进行酚化改性；制浆废液与酚的质量比为1.0∶(0.1～1.4)，碱性催化剂的用量为制浆废液与酚总质量的2.0％～7.0％，酚化改性时间为0.5～4.0h；

2)制浆废液胶粘剂的合成

向酚化改性后的制浆废液加入醛和碱性催化剂，在搅拌下，于55～70℃反应1.0～3.0h后加入脲，升温至80～95℃继续反应0.5～3.0h，当粘度500-900mPa·s停止加热，冷却至室温，放料即成；

其中酚与醛的摩尔比为1.0∶(1.5～2.2)，碱性催化剂的用量为酚、醛和制浆废液总质量的3.0～6.0％，脲的用量为酚、醛和制浆废液总质量的0.2％～2.0％。

所述酚采用苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚、双酚A中的一种或几种。

所述醛采用甲醛溶液、固体甲醛、糠醛、乙二醛、乙醛中的一种或几种。

所述制浆废液采用硫酸盐法制浆废液、烧碱法制浆废液、化学机械法制浆废液中的一种或几种。

所述制浆废液经物理过滤和浓缩处理，其固形物含量为25.0～45.0％。

所述碱性催化剂采用氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碱土金属的氢氧化物中的一种或几种。

所述所述制浆废液酚化改性的温度为100～120℃。

所述制浆废液与酚的质量比为1∶0.8～1.2。

所述制浆废液酚化改性使用碱性催化剂的量为制浆废液与酚总质量的3.5～5.5％。

本发明所述的制浆废液胶粘剂为水溶性的热固性树脂，pH：9.5～11.5，固体含量：45.0～55.0％，粘度：500～900mPa·s(20℃)，游离醛含量：0.1％以下，游离醛含量：0.2％以下，贮存期≥30天。