[发明专利]一种秸秆粘结用酚醛树脂的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及粘接剂技术领域，尤其是一种用于秸秆粘结用酚醛树脂的合成方法。

背景技术

我国是农作物秸秆资源十分丰富，木材资源相对缺乏的国家，除极少部分被作为燃料、饲料及造纸使用外，更多的是作为废弃物被农民就地在田间地头焚烧，工业化利用率很低，不仅失去了秸秆的利用价值，且污染了环境。因此近年来，以环保的方式处理秸秆一直是政府积极推行的思路，明令禁止田间焚烧。于是对秸秆再利用的研究逐步增多，如秸秆发电、秸秆回田、高密度秸秆的焚烧代替燃煤等。还有将秸秆进行截断初碎，用于压制板材，替代木制产品，既保护了环境也节约了木材资源，具有很高的经济利益与社会价值。

但是，由于秸秆表面有一层类似蜡质的保护层，传统用于粘结木材的酚醛树脂以苯酚、甲醛、氢氧化钠为原料合成，以尿素作为降醛剂，所以得到的酚醛树脂本身为极性结构，很难穿透秸秆的非极性保护层；而粘结剂脲醛树脂也属于极性结构分子，所以均很难达到理想的粘结强度，只能使用价格更高的非极性分子异氰酸酯类粘结剂，其严重阻碍秸秆压制板材的产业化推广。

发明内容

本发明针对不足，提出一种秸秆粘结用酚醛树脂的合成方法，得到的酚醛树脂含有非极性结构，容易粘结秸秆。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种秸秆粘结用酚醛树脂的合成方法，包括以下步骤：

①向反应器中加入100重量份苯酚、5～30重量份的改性剂、0.5～3重量份的酸类催化剂，升温至130～150℃，保持恒温3～5小时；降温至60～80℃；

②向步骤①反应器中加入10～25重量份的亚硫酸盐、占总量60％的甲醛，调整温度至60～100℃，恒温搅拌至25℃下粘度为300～500CP；其中苯酚与甲醛的摩尔比为1∶2～3；

③调整步骤②反应器中温度至80～100℃，加入余下的甲醛，在80～100℃恒温搅拌，至25℃下粘度为1000～1500CP；

④向步骤③反应器中加入20～40份尿素，迅速降温，搅拌1～3小时。

优选的，步骤①中改性剂选自石蜡、桐油、妥儿油、腰果油中的一种和多种。

优选的，步骤①中酸类催化剂选自硫酸、苯磺酸、苯酚磺酸、对甲苯磺酸的一种和多种。

优选的，步骤②亚硫酸盐为亚硫酸钠。

与现有技术相比，本发明得到酚醛树脂结构中拥有了非极性的烷基结构，同时拥有极性的磺酸基团、羟甲基、酚羟基等。在同一树脂体系中既有非极性部分，又有极性部分，这两部分的官能团既相互制约排斥，又各自起到其固有的作用，十分适宜于秸秆类产品的粘结。

引入的烷烃类非极性结构能非常容易与秸秆表面的蜡质层渗透粘连；极性的磺酸基团、羟甲基、酚羟基等能很好的粘接秸秆本身的纤维素类极性基团，解决了普通水溶性酚醛树脂粘结时，由于蜡质层的存在，粘结强度低的问题。同时，该工艺生产的酚醛树脂能与自身质量10倍以上的水混溶，可以根据需要用水调整粘度用于浸泡秸秆而无需有机溶剂，也可以与淀粉混合使用，且树脂低的游离苯酚与甲醛，保证了生产与使用板材时的环保问题。由于酚醛树脂本身的耐热、阻燃，能大幅提高板材的阻燃性，这是任何工业化胶黏剂无可比拟的。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。下述百分含量均为重量百分含量。

实施例1

苯酚500g，桐油100g，硫酸5g，投入到带有搅拌、回流装置、温度计的3000ml三口反应瓶中，升温至140～150℃恒温4小时，降温至60℃，加入亚硫酸钠75kg，甲醛650g(37％工业甲醛)，调整温度至60℃恒温2小时，升温至90℃恒温至25℃下粘度为300CP，降温至80℃，加入甲醛430g(37％工业甲醛)，调整温度至80℃反应至25℃下粘度为1500CP，加入尿素140g，搅匀全溶，降温出料备用。

实施例2

苯酚500g，石蜡100g，硫酸5g，投入到带有搅拌、回流装置、温度计的3000ml三口反应瓶中，升温至140～150℃恒温4小时，降温至60℃，加入亚硫酸钠90g，甲醛600g(37％工业甲醛)，调整温度至60℃恒温2小时，升温至90℃恒温至25℃下粘度400CP，降温至80℃，加入甲醛400g(37％工业甲醛)，调整温度至100℃反应至25℃下粘度1000CP，加入尿素140g，搅匀全溶，降温出料备用。

实施例3