[发明专利]一种纳米铜改性低分子量酚醛树脂及其制备方法

权利要求书

1.一种提高木材力学性能和抗湿耐腐蚀性能的方法，其特征在于，采用纳米铜改性低分子量酚醛树脂浸渍处理木材，该纳米铜改性低分子量酚醛树脂的制备方法包括如下步骤：

I.配置以下三种溶液：

硫酸铜混合溶液：将1～2重量份的硫酸铜溶于4～6重量份蒸馏水中，向该硫酸铜水溶液中加入乙二胺四乙酸二钠和聚乙烯吡咯烷酮，硫酸铜、乙二胺四乙酸二钠和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1∶(0.5～1.6)∶(0.01～0.1)，用氢氧化钠水溶液调节pH至7-12；

甲醛混合溶液：将1～3重量份的甲醛溶于0.1～1.0重量份蒸馏水中，向该甲醛水溶液中加入焦磷酸钠和酒石酸钾钠，焦磷酸钠、酒石酸钾钠与上述硫酸铜的质量比为(0.1～0.8)∶(0.1～1.2)∶1；

氢氧化钠溶液：配制3～7重量份浓度为30-50wt％的氢氧化钠水溶液；

II.预聚合

将5重量份的苯酚和6～10重量份的甲醛混合，在40～60℃向混合物中加入0.1～0.5重量份步骤I配制的氢氧化钠溶液；随后将温度升至70-85℃，在该温度下于0.8～1.5小时内加入0.5～1.1重量份步骤I配制的氢氧化钠溶液；随后加入1.5～2.0重量份的甲醛，加完后使溶液保持70-90℃1-2h；

III.原位合成纳米铜

将步骤II制备的预聚体溶液迅速冷却至60℃以下并加入步骤I配制的甲醛混合溶液，搅拌均匀，在20min内用氢氧化钠溶液调节pH至10-13；接着在40-60℃、高速搅拌下加入步骤I配制的硫酸铜溶液，在20min内用氢氧化钠溶液调节pH至10-13，继续在该温度下反应0.3～0.5h，获得纳米铜改性预聚体溶液；

IV.再聚合

将步骤III制备的纳米铜改性预聚体溶液在高速搅拌下在0.1～0.5h内将反应液温度升至60-100℃，在此温度下继续反应0.3～0.6h后迅速冷却至40℃，出料。

2.根据权利要求1所述的提高木材力学性能和抗湿耐腐蚀性能的方法，其特征在于，所述纳米铜改性低分子量酚醛树脂的制备方法包括如下步骤：

I.配置以下三种溶液：

硫酸铜混合溶液：将1～1.5重量份的硫酸铜溶于5～6重量份蒸馏水中，向该硫酸铜水溶液中加入乙二胺四乙酸二钠和聚乙烯吡咯烷酮，硫酸铜、乙二胺四乙酸二钠和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1∶(0.8～1.6)∶(0.01～0.07)，用氢氧化钠水溶液调节pH至7-12；

甲醛混合溶液：将1～2重量份的甲醛溶于0.4～1.0重量份蒸馏水中，向该甲醛水溶液中加入焦磷酸钠和酒石酸钾钠，焦磷酸钠、酒石酸钾钠与上述硫酸铜的质量比为(0.1～0.5)∶(0.2～0.6)∶1；

氢氧化钠溶液：配制5～7重量份浓度为30-50wt％的氢氧化钠水溶液；

II.预聚合

将5重量份的苯酚和6～9重量份的甲醛混合，在40～60℃向混合物中加入0.1～0.4重量份步骤I配制的氢氧化钠溶液；随后将温度升至70～90℃，在该温度下于1小时内加入0.5～0.9重量份步骤I配制的氢氧化钠溶液；随后加入1.6～2.0重量份的甲醛，加完后使溶液保持70-90℃1-2h，获得预聚体溶液；

III.原位合成纳米铜将步骤II制备的预聚体溶液迅速冷却至60℃以下，并加入步骤I配制的甲醛混合溶液，搅拌均匀，在20min内用氢氧化钠溶液调节pH至11～13；接着在40～60℃、高速搅拌下加入步骤I配制的硫酸铜溶液，在20min内用氢氧化钠溶液调节pH至11～13，继续在该温度下反应0.3～0.5h，获得纳米铜改性预聚体溶液；

IV.再聚合

将步骤III制备的纳米铜改性预聚体溶液在高速搅拌下在0.1～0.5h内将反应液温度升至70～100℃，在此温度下继续反应0.3～0.6h后迅速冷却至40℃，出料。

3.根据权利要求2所述的提高木材力学性能和抗湿耐腐蚀性能的方法，其特征在于，所述步骤II中加入氢氧化钠的总重量为苯酚重量的0.11～0.35倍。

4.根据权利要求2所述的提高木材力学性能和抗湿耐腐蚀性能的方法，其特征在于，所述高速搅拌的转速为2000～6000转/min。