[发明专利]一种高木质素替代比绿色酚醛树脂胶黏剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种高木质素替代比绿色酚醛树脂胶黏剂的制备方法，所述制备方法包括：(1)混合苯酚、氢氧化钠溶液、木质素与水形成苯酚木质素混合溶液；(2)在缓慢搅拌下，将降粘剂加入所述的苯酚木质素混合溶液中进行反应，获得苯酚木质素降粘溶液；(3)升温至80～95℃下反应0.5～2h；(4)分两批加入甲醛溶液；(5)加入甲醛补集剂，反应至粘度适宜后。根据本发明的方法通过简单的制备方法，有效降低了高木质素替代比下酚醛树脂胶黏剂的粘度，提高了储存稳定性，得到各项性能符合国家标准GB/T 14732‑2006的绿色酚醛树脂胶黏剂。

技术领域

本发明属于胶黏剂制备技术领域，特别是涉及一种高木质素替代比绿色酚醛树脂胶黏剂的制备方法。

背景技术

近年来，我国的人造板行业迅速发展，现已为世界人造板第一生产大国。在退耕还林与可持续发展理念下，人造板产量和品种的增长促使木材胶黏剂的需求量急剧增加。热固性酚醛树脂胶黏剂具有力学性能优良、粘结强度高、耐水性、耐热及化学性质稳定等优点，在美国和西欧等发达国家的人造板胶黏剂市场中占主导地位。然而，传统的热固型酚醛树脂制备过程中需使用大量苯酚和甲醛，毒性大、固化能耗高、成本高、价格易波动、不可再生。

木质素是地球上产量第二的天然有机高分子物质，具有苯基丙烷结构单元，应用前景广阔。作为木材中的天然胶黏剂成分，木质素的化学结构与酚醛树脂中的苯酚相似。利用木质素替代苯酚参与酚醛树脂的合成，可以同时减少苯酚和甲醛的用量，有利于降低酚醛树脂的固化能耗，使生产过程更加绿色环保。然而，木质素苯基丙烷结构中含有亲电性的芳环，替代苯酚制备木质素酚醛树脂的同时增加了酚醛树脂中羟甲基缩合的位点，使得胶黏剂更容易自聚，导致胶黏剂的粘度急剧上升，增加了施胶的难度。因此，为了保证施胶的顺利进行，木质素难以高比率替代苯酚，限制了生产成本的进一步降低。目前公布的木质素改性酚醛树脂胶黏剂的制备方法中，木质素替代比在10～55％之间，如专利CN104087219A、CN103305167A。专利ZL201410018573.7报道木质素替代苯酚的比率为30～80％，但当木质素替代比较高(60％～80％)时，树脂胶黏剂的粘度达3801～4620mpa.s，且胶合性能较差。

因此，上述现有技术至少存在以下缺点：木质素需要经过特殊处理，且木质素替代苯酚的比率普遍低于50％，在客观上增加了操作的复杂性和生产成本。此外，尽管部分胶黏剂在制备过程中，木质素替代比超过了50％，但合成的胶黏剂粘度过高，不仅不利于胶黏剂的存储，同时使施胶困难且制成的胶合板胶合强度有所下降。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种高木质素替代比绿色酚醛树脂胶黏剂的制备方法，所述方法包括：

(1)混合苯酚、氢氧化钠溶液、木质素与水，在加热搅拌条件下形成苯酚木质素混合溶液，碱用量占苯酚和木质素的质量百分比为35～50％，混合溶液中水占苯酚和木质素原料总和的质量百分比为25～40％；

(2)在缓慢搅拌下，将降粘剂加入所述的苯酚木质素混合溶液中进行反应，获得苯酚木质素降粘溶液；

(3)将所述的苯酚木质素降粘溶液升温至80～95℃下反应0.5～2h；

(4)在搅拌状态下，分两批加入质量分数为37％的甲醛溶液，与上述苯酚木质素降粘溶液反应，苯酚与甲醛的摩尔比为1:1.5～1:2.0；其中，第一批甲醛加入量为甲醛总量的60～70％，第二批甲醛加入量为甲醛总量的30～40％；

(5)加入占反应混合物总质量的2.0～2.5％的甲醛补集剂，反应至粘度适宜后，降温出料。

优选的，所述步骤1)中，所述的木质素与苯酚的质量比为5:5～9:1，更优选为6:4～9:1。

优选的，所述步骤(1)中，所述木质素原料选自龙力碱木质素、乙醇木质素、泉林麦草碱木质素、造纸黑液木质素等工业木质素，优选为龙力碱木质素。