[发明专利]一种改性酚醛树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性酚醛树脂及其制备方法。

背景技术

酚醛树脂（phenolic resin，简称PF）由于其良好的耐化学腐蚀性能、力学性能、耐热性能，广泛应用于胶粘剂和各种复合材料的制造。目前，重组竹材料的加工制造也大多使用酚醛树脂胶粘剂，但几乎都沿用木材人造板的配方和生产工艺，导致竹材在长时间尺度下的质量一直难以保证，主要问题有：胶合强度低、浸渍渗透差、产品使用周期短、颜色不稳定、成本较高、吸水膨胀率高等。

为了解决上述问题，不少学者不断摸索对酚醛树脂进行改性的新方法，如中国专利CN201010200167.4公开了一种竹结构材用改性酚醛树脂，包括：酚醛贮存液35～85％；甲醛水溶液0～40％；碱性水溶液7～20％；间苯二酚0.5～5％，其是通过加入改性剂间苯二酚对酚醛树脂进行改性。由于间苯二酚的成本较高，毒性较大，其改性的酚醛树脂的性能没有明显提高、成本也没有降低。

专利CN200610155244.2公开了一种三聚氰胺、尿素改性酚醛树脂生产方法，是将苯酚，加甲醛、三聚氰胺、尿素，进行共缩聚反应，制成具备耐磨防火等特性的改性酚醛树脂胶。该专利采用碱-酸-碱工艺，成品胶粘剂的游离甲醛和游离苯酚相对较高，不利于环保。

专利 CN200710066008.8公开了一种木材胶粘剂及其制备方法，该胶粘剂由甲醛、尿素、三聚氰胺、苯酚共缩聚而成；其制备方法是在合成脲醛树脂的基础上添加三聚氰胺和苯酚改性。该方法以脲醛树脂为主体，只适合胶合板、细木工板等木制品，不适用于材料的浸渍处理。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种颜色稳定、游离醛和游离酚含量低、成本较低且适合用于重组竹材、浸渍处理的改性酚醛树脂。

本发明的另一目的在于提供上述改性酚醛树脂的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种改性酚醛树脂，按质量百分比计，由以下原料合成：

苯酚                  4-25%

甲醛水溶液        30-60%

尿素                2-15%

三聚氰胺          2-15%

碱性水溶液        3-8%

水                   10-30%。

优选地，所述一种改性酚醛树脂，按质量百分比计，由以下原料合成：

苯酚                14-20%

甲醛水溶液       33-43%

尿素                7-12%

三聚氰胺           4-8%

碱性水溶液        3-8%

水                   20-30%。

所述改性酚醛树脂的固含量为43-50%，密度为1.15-1.25g/cm³，pH为9.7-12，凝胶时间为240-420s。

所述苯酚的质量浓度为99%以上。

所述甲醛水溶液的质量浓度为44-52%。

所述碱性水溶液为质量浓度为48%-52%的NaOH、KOH、Ba(OH)₂中的至少一种。

上述改性酚醛树脂的制备方法，包括如下步骤：

a、在添加比例范围内部分量加入甲醛水溶液，部分量加入水，并用碱性水溶液调整pH值到7.5～10.5之间；

b、在添加比例范围内部分量加入尿素，并均匀升温至55～70℃，保温反应10～30分钟；

c、加入苯酚，在添加比例范围内部分量加入碱性水溶液，使温度升至70～90℃；

d、保温反应并检测粘度，当粘度达到35-45mP.s时加入三聚氰胺、加入剩余的水、甲醛水溶液和碱性水溶液；

e、升温至65～85℃反应，并保温；当测试胶液粘度为55～135mP.s时，降温，加入剩余的尿素，继续降温至35℃以下，放料，即得改性酚醛树脂。

制备上述改性酚醛树脂的另一种方法，包括如下步骤：

a、在添加比例范围内部分量加入甲醛水溶液，部分量加入水，并用碱性水溶液调整pH值到7.5～10.5之间；

b、在添加比例范围内部分量加入尿素，并均匀升温至55～70℃，保温反应10～30分钟；

c、加入三聚氰胺，在添加比例范围内部分量加入碱性水溶液，使温度升至70～90℃；