[发明专利]一种常温固化型生物质热解油基结构胶黏剂的制备方法

说明书

本发明利用绿色可再生且廉价的生物质热解油为原料，与间苯二酚、苯酚、甲醛、环氧氯丙烷等进行分步合成反应，制备出一种常温固化型生物质热解油基结构胶黏剂。本发明所述胶黏剂不仅将农林废弃物变成了高附加值的绿色化工原料，扩宽了生物质热解油的高值化利用途径；而且为结构胶黏剂行业提供了新的绿色胶种，同时综合了环氧树脂和酚醛树脂的优点，具有较好的力学强度、耐热性和一定的柔韧性，改善了传统结构胶黏剂的润湿性、易于浸润木材表面，所胶接材料强度大、木破率高，可以很好地适应和满足木结构等体系对胶粘剂的综合需求，具有重要的实际应用价值。

技术领域

本发明涉及一种常温固化型生物质热解油基结构胶黏剂的制备方法，属于生物质绿色建材和胶黏剂领域。

背景技术

木结构历史悠久，是人类最早采用的建筑结构形式之一，具有综合能耗低、材料绿色环保、室内环境亲和力强、抗震性能好、建设周期短等优点，受到社会各界的热爱和广泛关注。随着木结构建筑行业的快速发展，木结构建材用胶黏剂的需求量不断扩大。胶黏剂是木材加工行业重要的化工原料，已经成为衡量木材工业发展水平的重要标志之一。特别地，结构胶黏剂是决定木结构材料成本、力学强度、使用性能和耐久性的关键。然而，目前我国用的木结构用胶黏剂主要依靠进口，难以适应我国木结构材料快速发展的局面。因此，研发环保、低成本且可常温固化的结构胶黏剂产品对于木结构产业发展具有重要的科学意义和实际价值。

在木结构建材用结构胶黏剂领域，常见的种类主要包括间苯二酚甲醛树脂胶黏剂、聚氨酯胶黏剂、三聚氰胺树脂胶胶黏剂和环氧树脂类胶黏剂等，目前这些胶黏剂的生产主要依靠价格昂贵且不可再生的石化原料。生物质热解油具有化学活性好、原料可再生、绿色环保以及成本低廉等优点，是制备胶黏剂的良好可再生原料。生物质热解油是以农林废弃物等为原料热裂解液化而得到的液态产物，富含酚类、醛类、酮类、酸类、酯类以及热解木质素等组分，原料来源广泛、绿色环保且生产成本低廉。此外，热解油来源于木材等有机生物质原料，对于木结构等有机材料具有一定的天然亲和力。热解油中的热解木质素是生物质原料中木质素组分热解生产的酚类衍生物，含有酚羟基、羰基、羧基以及甲氧基等多种活性基团，这些功能基团的存在使得热解木质素具有很强的反应活性，可以用于制备高强度结构胶黏剂。

木材是一种典型的粘弹性材料，因此木结构建筑用结构胶黏剂不仅要求具有较高的力学强度，而且要求具有一定的韧性和良好的耐候性。目前，在国家大力发展绿色木质建材及装配式建筑的背景下，对木结构胶黏剂提出了更高要求，一方面要求结构胶黏剂生产原料朝绿色化方向发展、采用可再生的生物质原料，另一方面还要求胶黏剂具有较好的综合性能。

发明内容

为克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种常温固化型生物质热解油基结构胶黏剂的制备方法，利用绿色可再生且廉价的生物质热解油为原料与间苯二酚、苯酚、甲醛、环氧氯丙烷等进行合成反应，制备低成本、高综合性能的热解油基结构胶黏剂。在热解油环氧-酚醛树脂的合成过程中，一方面是热解油、间苯二酚、苯酚、甲醛等发生缩合反应生产热解油酚醛树脂，另一方面是热解油酚醛树脂中的羟甲基或酚羟基与环氧树脂中的羟基或环氧基反应引入环氧基链段。热解油环氧-酚醛树脂结构胶黏剂中苯环刚性集团的引入可以改善环氧树脂的力学强度和耐热性，而环氧基柔性链的引入可改善传统酚醛树脂的脆性，最终形成高交联密度、紧密结构和较高力学强度的三维网络体型结构，实现对木结构建筑材料的高性能胶接。

为实现本发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明所提出的热解油基结构胶黏剂，其特征在于该胶黏剂由生物质热解油、间苯二酚、苯酚、环氧氯丙烷、甲醛、甲醇、氢氧化钠、甲基二乙醇胺、三苯基膦和水制成的主剂中加入助剂(固化剂)制成；其中各原料组分质量份如下：

主剂：生物质热解油30-60份，间苯二酚30-50份，苯酚30-50份，环氧氯丙烷50-100份，37％的甲醛溶液60-100份，无水甲醇20-40份，氢氧化钠10-50份，甲基二乙醇胺5-10份，三苯基膦3-5份，水100-200份；