[发明专利]一种水溶性增韧改性酚醛树脂的制备方法

说明书

本发明公开了一种水溶性增韧改性酚醛树脂的制备方法，该方法包括以下步骤：a)催化剂、苯酚和增韧剂充分混合，在反应器中控制混合液与甲醛溶液一定温度下按一定比例混合反应；b)反应分阶段进行，分别控制反应的温度和物料的流速，反应完毕后降温出料，得到水溶性增韧改性酚醛树脂。本发明采用微通道反应器进行水溶性增韧改性酚醛树脂的合成，不仅操作简便，加快了反应进程，降低了能耗，而且保证了反应过程的安全性与环保性。合成工艺改进后，得到的酚醛树脂产品游离酚和游离醛极低，而且显著提升了基材的性能。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种水溶性增韧改性酚醛树脂的制备方法。

背景技术

酚醛树脂不仅机械性能好，发烟率低，而且具有良好的耐热性、阻燃性和电绝缘性等特点，被广泛的应用于胶黏剂、涂料和军工材料等的制备。但单纯的酚醛树脂基体脆性大，断裂伸长率低，随着技术进步，其应用局限性日益突出。因此，迫切需要对酚醛树脂基体进行增韧改性处理。

很多研究人员选取各种各样的材料，采用多种方法分别对酚醛树脂进行增韧改性，均取得一定的进展，但是对水溶性酚醛树脂的增韧改性报道较少。水溶性酚醛树脂作为胶黏剂在重组木、改性木或胶合板被广泛应用，但是由于其脆性较大，冲击强度和弯曲强度较低，对木材力学性能有很大影响。如何对水溶性酚醛树脂进行增韧改性，得到安全环保的木材产品，是迫切需要解决的难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水溶性增韧改性酚醛树脂的制备方法，采用本发明方法制备的水溶性增韧改性酚醛树脂韧性好，反应时间短，安全环保，且不含游离甲醛，在重组木、改性木或胶合板上能够广泛推广使用。

本发明提供了一种水溶性增韧改性酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：

a)将催化剂、苯酚和增韧剂充分混合，活化10-30min，在微通道反应器中控制混合液与甲醛溶液进行反应；

b)反应分阶段进行，分别控制反应的温度和物料的流速，反应完毕后降温出料，得到水溶性增韧改性酚醛树脂；

所述催化剂选自氢氧化镁、氢氧化钾、氢氧化钠中的一种和碳酸钾、碳酸钠中的一种；

所述增韧剂选自间苯二酚、腰果酚、甲酚、二甲酚、叔丁酚、双酚A、单宁或改性酚类化合物中的一种或多种。采用上述增韧剂改性过的水溶性酚醛树脂固化后提高了内结合强度、弯曲强度，当木材粘接部位承受外力时不容易产生裂纹，耐疲劳，能减低脆性，增加韧性。

所述改性酚类化合物选自烷基酚、邻氨基苯酚、对氨基苯酚、对叔丁基苯酚。

步骤a)中，所述甲醛水溶液的浓度为25～37wt％；

步骤a)中，所述甲醛水溶液中的甲醛摩尔量与所述苯酚的摩尔量之比为(1.5～2.5):1。

步骤a)中，所述催化剂中碱的OH-的摩尔量与所述苯酚的摩尔量之比为(0.1～0.5):1；所述碳酸钾、碳酸钠的添加量为催化剂总质量的0.1％～5％。只有这样，催化剂的催化作用才能起到最大的效用，不仅能够提高反应速率，还能尽可能的进行反应完全。

步骤a)中，所述增韧剂中羟基的摩尔量与所述苯酚的摩尔量之比为(0.1～0.5)：1。

本发明采用微通道反应器，根据微通道反应器的结构和特点，步骤b)中，所述的分阶段是分为两个反应阶段和一个降温阶段。

步骤b)中，反应分阶段进行：所述第一个反应阶段控制反应的温度为40～65℃，所述第二个反应阶段控制反应的温度为70～95℃，所述降温阶段控制反应的温度为25～40℃。

步骤b)中，所述的微通道合成反应控制混合物流速为5～20mL/min、所述的微通道合成反应控制甲醛溶液流速为10～30mL/min。