专利名称：一种秸秆粘结用酚醛树脂的合成方法
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°C，保持恒温3 5小时；降温至60 80°C ；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°C，恒温搅拌至25°C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°C，加入余下的甲醛，在80 100°C恒 温搅拌，至25°C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。
具体实施例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°C恒温4小时，降温至60°C，加入亚硫酸钠75kg，甲 醛650g(37%工业甲醛)，调整温度至60°C恒温2小时，升温至90°C恒温至25°C下粘度为 300CP,降温至80°C，加入甲醛430g(37%工业甲醛)，调整温度至80°C反应至25°C下粘 度为1500CP，加入尿素140g，搅勻全溶，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°C恒温4小时，降温至60°C，加入亚硫酸钠90g，甲 醛600g(37%工业甲醛)，调整温度至60°C恒温2小时，升温至90°C恒温至25°C下粘度 400CP,降温至80°C，加入甲醛400g(37%工业甲醛)，调整温度至100°C反应至25°C下 粘度1000CP，加入尿素140g，搅勻全溶，降温出料备用。实施例3苯酚500g，石蜡40g，妥尔油60g，硫酸7g，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°C恒温4小时，降温至60°C，加入亚硫酸 钠100g，甲醛600g(37%工业甲醛)，调整温度至60°C恒温2小时，升温至90°C恒温至 25°C下粘度360CP，降温至80°C，加入甲醛400g(37%工业甲醛)，调整温度至87°C反应 至25°C下粘度1300CP，加入尿素140g，搅勻全溶，降温出料备用。对比例4苯酚500g，投入到带有搅拌、温度计的3000ml三口反应瓶中，调整至60°C，加 入亚硫酸钠75g，甲醛600kg(37%工业甲醛)，调整温度至60°C恒温2小时，升温至90°C 恒温至25°C下粘度370CP，降温至80°C，加入甲醛400g(37%工业甲醛)，调整温度至 90°C反应至25°C下粘度为1400CP，降温出料备用。性能检测按照GB/18580-2001，GB/T9846.3-2004测定上述实施例1至4的 产品，结果见下表1和表2:
表1产品的性能指标一
名称游离苯酚％游离甲醛％固体含量％固化时间/120°C实施例10.2%0.31%659. Omin实施例20.120.4626.8min实施例30.190.33677.3min对比例40.450.7596. Imin表2产品的性能指标
名称含水率％平均胶合强度MPa有效试件合格率％甲醛释放量％实施例191.92890.13实施例2111.72940.2实施例3111.55830.3对比例4100.67670.27本方法合成的树脂，经压制板材完全能够达到EO标准，该树脂压制的秸秆纤 维，适宜于除建筑模板、海洋板及室外板类的其它一些板材。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一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°C，保持恒温3 5小时；降温至60 80°C :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°C，恒温搅拌至25°C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°C，加入余下的甲醛，在80 100°C恒温搅 拌，至25°C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。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于步骤①中改性剂选自石蜡、桐 油、妥儿油、腰果油中的一种和多种。
3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于步骤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。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于步骤②亚硫酸盐为亚硫酸钠。
全文摘要
本发明公开了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。本发明得到酚醛树脂结构中拥有了非极性的烷基结构，同时拥有极性的基团，十分适宜于秸秆类产品的粘结。
文档编号C09J161/34GK102010492SQ20101052327
公开日2011年4月13日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者唐路林, 姜广锋, 邢介名 申请人:山东圣泉化工股份有限公司