[发明专利]一种酚醛树脂胶黏剂用改性木质素和淀粉复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料，尤其涉及一种酚醛树脂胶黏剂用改性木质素和淀粉复合材料的制备方法。

背景技术

由于石油的不可再生和价格持续上涨，酚醛树脂（PF）胶的生产成本越来越高，构成PF胶的重要原料之——苯酚的价格越迅速突破10000元/吨。为了降低酚醛树脂胶黏剂的成本，采用其他更便宜的原料替代苯酚的研究已经进行了很长时间。同时，苯酚和甲醛的毒性较高，酚醛树脂胶黏剂的游离酚和游离醛的含量直接决定胶黏剂的品质。为了获得良好的环保性能，尽可能多的采用天然高分子替代苯酚和甲醛是目前酚醛树脂胶黏剂的一个主要趋势。200410065888.3采用秸杆、谷壳等物质以PEG液化后参与PF的复合反应。采用这种技术装备的胶黏剂的成本可以大幅度下降，但是外观和性能不尽人意。专利98111153.X采用单宁替代苯酚（60%替代）制备PF胶，由于单宁的分子结构域苯酚有相似的地方，即都具有酚羟基的官能团，因此可以替代苯酚与甲醛发生共聚反应。采用单宁的酚醛树脂胶黏剂制造的人造板性能可以达到Ⅱ类板标准。由于工业品对质量的稳定性要求很高，单宁作为一种化工原料还不能实现工业化的稳定供应。而采用非工业原料制备工业品很难保证原料来源的质量和数量的稳定。这就导致这类胶黏剂目前还无法达到产业化的程度。200410065888.3采用秸杆、谷壳等物质以PEG液化后参与PF的复合反应。秸秆和谷壳是以纤维素和木质素为主要成分的复杂天然高分子的混合物。以PEG为溶剂，采用酸催化工艺可以将纤维素和木质素的分子链切断成为分子量相对较低的高分子，因此可以提高反应活性。这种液化后的混合物与苯酚和甲醛在碱催化的条件下可以实现共聚，成为结构复杂的高分子材料。在应用中可以作为胶黏剂使用。但这些工作目前仅仅停留在研究阶段，其主要障碍在于工业品对质量的稳定性要求很高。采用非工业原料制备工业品很难保证原料来源的质量和数量的稳定。因此这类胶黏剂产品也无法达到工业产品的要求。针对上述存在的技术问题，本发明的目的是：提出了一种酚醛树脂胶黏剂用改性木质素和淀粉复合材料的制备方法，采用工业木质素和工业淀粉作为原料替代苯酚，使胶黏剂的生产成本下降。平均下降成本20-25%。

发明内容

本发明的技术解决方案是这样实现的：一种酚醛树脂胶黏剂用改性木质素和淀粉复合材料的制备方法，所述其制备方法如下：

1）将木质素：淀粉：苯酚按配比1：0.3～0.6:2～4在约定温度的条件加入催化剂反应；

2）反应合成后，得到成品。

优选的是，所述步骤1）中的约定温度是120～140℃。

优选的是，所述步骤1）中催化剂是盐酸，所述盐酸的加入量是苯酚的1～2%。

优选的是，所述步骤1）的反应时间是30-60分钟。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

（1）本发明由于大量采用木质素和淀粉作为原料替代苯酚，使胶黏剂的生产成本下降。平均下降成本20-25%。

（2）由于木质素和淀粉属于多官能度的高分子材料，因此在反应中与甲醛的反应相对较彻底。基本解决了胶黏剂中的游离醛问题。同时由于产品中苯酚的使用量较低，游离酚含量也大幅度降低。经测试，以本发明中的技术路线制备的胶黏剂游离醛含量平均下降50%-70%，游离酚含量下降20-45%。

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

附图1为本发明的酚醛树脂胶黏剂用改性木质素/淀粉复合材料的制备方法的示意图。

下面结合附图来说明本发明。

如附图1所示为本发明所述的一种酚醛树脂胶黏剂用改性木质素和淀粉复合材料的制备方法，所述其制备方法如下：

1）将木质素：淀粉：苯酚按配比1：0.3～0.6:2～4在约定温度是120～140℃条件下加入催化剂反应，盐酸的加入量是苯酚的1～2%，反应时间是30-60分钟；

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明中采用木质素和淀粉作为原料替代苯酚参与与甲醛的聚合反应。由于木质素与淀粉的分子量差异较大，直接作为反应物会导致反应不同步，因此会出现异相结构，对胶黏剂的机械性能不利。但是单一采用一种材料又会出现性能不均衡的问题。单一采用木质素替代苯酚会出现胶黏剂的刚性增加，耐冲击强度下降；单独采用淀粉替代苯酚会导致胶黏剂的抗水性和耐候性严重下降，无法作为户外板材胶黏剂使用。因此在本发明中采用木质素和淀粉的复合材料工艺技术。

要实现木质素与淀粉的均相复合，首先要使二者在分子量方面都降低到足够首先均相共混的程度。其次还要是二者的分子量尽可能接近。