[发明专利]一种酚醛树脂的添加剂、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种酚醛树脂的添加剂、制备方法及应用，具体涉及一种人造板用酚醛树脂的添加剂、制备方法及含有所述添加剂应用于酚醛树脂胶黏剂，属于木材胶黏剂领域。

背景技术

酚醛树脂(PF树脂)是世界上最早实现工业化的合成树脂，主要用于制造各种塑料、涂料、胶粘剂、合成纤维、防火材料等，是极为重要的高分子材料。酚醛树脂作为胶粘剂具有胶接强度高、耐沸水、耐热、耐候，耐化学侵蚀等优点，广泛应用于木材加工领域，是户外结构用人造板的常用胶粘剂。近年来，随着建筑、运输领域对定向刨花板、层积材、集装箱底板等工程材料需求的增加，户外用人造板的市场前景十分广阔，使得PF树脂的年产量逐年增加，从2007年的26万t增加到2013年的65万t，增幅高达150％，PF树脂显示了广阔的发展空间。但是，由于苯酚的价格昂贵，使酚醛树脂的价格始终据高不下，而且酚醛树脂自身也存在着一些缺点，如固化后的胶层硬脆、易龟裂，特别是与其它氨基树脂相比固化速度较慢，这些造成了酚醛树脂胶接制品的价格相对较高、生产效率不高，限制了酚醛树脂胶粘剂更广泛的应用。

通过在酚醛树脂中加入低成本物质，来降低酚醛树脂的成本，对于扩大酚醛树脂的应用领域具有重要的意义。通常采用豆粉、脱脂豆蛋白粉以及面粉等来降低酚醛树脂的成本，但是由于这些物质是一些农副食品的原料，价格较高，因此降低酚醛树脂成本的幅度十分有限。而且这些物质的添加常常会导致酚醛树脂的固化时间长、胶接强度低、适用期短、使用性差等缺点。在酚醛树脂中添加诸如碳酸钠等碳酸盐可以提高树脂的固化速度，但是会引起树脂的适用期降低、胶合强度减低等缺点。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的之一是提供一种酚醛树脂的添加剂，所述添加剂价格低廉、反应活性高，能显著降低酚醛树脂的成本，大幅度提高酚醛树脂的固化速度和胶合强度。目的之二是提供一种酚醛树脂的添加剂的制备方法，所述方法简单，操作简便；

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种酚醛树脂的添加剂，以所述添加剂总质量为100％计，各组分及质量百分含量如下：

其中，油茶饼粕为油茶(Camellia oleifera)的种子提取油茶籽油后残留的固体物质，以油茶饼粕总质量为100％计，油茶籽油含量小于10％，油茶饼粕的粒度小于200目；

交联剂优选三聚氰胺改性脲醛树脂预聚体，其制备方法如下：

将尿素、甲醛和三聚氰胺混合均匀，加入甲酸，搅拌均匀；加热到85℃，保温至涂4粘度为12～15秒，降温至70℃，加入氢氧化钠溶液，调pH值至7.5，反应15min，降温至30℃，出料，得到所述三聚氰胺改性脲醛树脂预聚体；

其中，所述尿素、甲醛、三聚氰胺和甲酸的质量比优选1:1.3:0.05:0.01；

氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为30％；

固化促进剂优选碳酸钠、乙酸甘油酯和碳酸丙烯酯中的一种以上；

稳定剂优选磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、硼砂和苯甲酸钠中的一种以上；

一种酚醛树脂的添加剂的制备方法，所述方法具体步骤如下：

(1)将油茶饼粕粉末均匀分散在水中，加入交联剂并搅拌均匀，得到混合物a；将混合物a于50～70℃下保温反应2～3h，得到混合物b；

(2)将混合物b降温至30℃，加入固化促进剂和稳定剂，搅拌均匀并保温反应0.5～1h，得到本发明所述酚醛树脂的添加剂；

一种酚醛树脂的添加剂应用于酚醛树脂胶黏剂中，酚醛树脂胶黏剂由添加剂和酚醛树脂组成；

其中，酚醛树脂是固含量为40～50％，表观粘度为150～1500厘泊的热固性酚醛树脂；

添加剂与酚醛树脂的质量比优选20～30:100。

有益效果

(1)本发明所述添加剂中含有的油茶饼粕属于农业加工废弃物，价格十分低廉，可以降低酚醛树脂胶黏剂的成本；且油茶饼粕含有丰富的蛋白质、单宁、茶皂素以及粗纤维，这些物质固化时能够与酚醛树脂发生交联反应，是酚醛树脂良好的添加剂，可以减少面粉、豆蛋白等传统酚醛树脂填料的用量，有效地减少粮食的消耗；

(2)本发明所述添加剂中含有的固化促进剂和交联剂，能有效提高酚醛树脂胶黏剂的固化速度，缩短制备的人造板的热压时间，交联剂的羟甲基及氨基基团可与酚醛树脂的活性基团发生聚合反应，进而提高树脂的胶合强度；

(3)本发明所述添加剂中含有稳定剂，能够有效保证添加本发明添加剂后酚醛树脂的适用期期不受影响，使酚醛树脂胶黏剂具有良好的使用性；