[发明专利]一种水沉降酸化四氢糠醇处理的生物质制备胶粘剂的方法

说明书

本发明公开了生物质中木质素提取和材料化学胶粘剂技术领域的一种水沉降酸化四氢糠醇处理的生物质制备胶粘剂的方法，包括以下步骤：(1)原材料经过粉碎、过筛、水洗和烘干，得到原材料粉末；(2)将5g原材料粉末加入20‑100ml的四氢糠醇中，并向其中加入72wt％的硫酸，反应结束后，得到预处理料；(3)将预处理料用冷水快速冷却至室温，随后将预处理料加入蒸馏水中沉淀，沉淀结束后分离固液相，得到胶状物；(4)将胶状物予以真空干燥，得到目标产物；本发明制备工艺简单，制备时间短，能耗低，可制备出优良的胶粘剂。

技术领域

本发明涉及生物质中木质素提取和材料化学胶粘剂技术领域，具体为一种水沉降酸化四氢糠醇处理的生物质制备胶粘剂的方法。

背景技术

近年来，中国日益严重的木材短缺问题引起了专家们的注意，他们正在尝试开发多种方法来有效利用木材资源。在中密度纤维板行业中，脲醛树脂(UF)，苯酚甲醛(PF)树脂和三聚氰胺甲醛(MF)树脂是使用最广泛的木材胶粘剂，但由于释放出游离甲醛，它们对环境和人类健康均造成危害。为了克服含甲醛胶粘剂的缺点，专家们正在尝试通过降低摩尔比并在制备过程中添加甲醛捕捉剂来寻找低毒或无毒的木材胶粘剂。此外，用于生产UF，PF和MF树脂的石油资源正在迅速耗尽。因此，从非石油资源开发无甲醛粘合剂非常重要。

尽管自1907年首次发明酚醛(PF)树脂以来，它的历史悠久，但它们仍然处于复合基质、粘合剂和阻燃材料等中必不可少的位置，但是，人们越来越关注环境友好性，苯酚价格的上涨以及减少对原油依赖的愿望，这推动了人们在化学和材料生产中增加绿色替代品的使用。此外，世界卫生组织的国际机构将甲醛归类为具有遗传毒性的致癌物。苯酚及其蒸气还对人的眼睛，皮肤和呼吸道以及中枢神经系统和心脏有害。而且，近年来由于原油价格上涨导致苯酚的价格一直明显上升。因此，用可再生替代品合成的胶粘剂具有重要意义。

含有糠醛和羟甲基呋喃基团的羟甲基糠醛(HMF)也可以在酸性条件下与酚或生物酚类化合物聚合形成酚醛树脂，目前，传统胶粘剂生产工艺中的原料不可再生、有毒，在生产过程中对环境污染大，且操作繁琐。

因此提出一种水沉降酸化四氢糠醇处理的生物质制备胶粘剂的方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了利用可持续发展的绿色能源生物质，采用简单工艺过程，替代传统酚醛树脂中的苯酚、甲醛，合成一种胶粘剂。

为实现上述目的，本发明提供如下方案予以实现：

本发明提供了一种水沉降酸化四氢糠醇处理的生物质制备胶粘剂的方法，具体包括以下步骤：

(1)原材料经过粉碎、过筛、水洗和烘干，得到原材料粉末；

(2)将5g原材料粉末加入20-100ml的四氢糠醇中，并向其中加入72wt％的硫酸，反应结束后，得到预处理料；

(3)将预处理料用冷水快速冷却至室温，随后将预处理料加入蒸馏水中沉降，沉降结束后分离固液相，得到胶状物；

(4)将胶状物予以真空干燥，得到目标产物。

优选的，步骤(1)中，所述原材料为核桃壳、杨木、松木中的任一种。

优选的，步骤(2)中，所述反应温度为140-200℃，反应时间为1-3h。

优选的，步骤(2)中，所述硫酸的添加量为50-350mM/L。

优选的，步骤(3)中，所述蒸馏水和预处理料的体积比为3:1。

优选的，步骤(3)中，所述沉降时间为0.5-2h。

优选的，步骤(4)中，所述干燥温度为105℃，干燥时间为0.5h。

本发明的有益效果是：