一种酚醛胶及其制备方法

1.本发明涉及胶黏剂技术领域，尤其是涉及一种酚醛胶及其制备方法。


背景技术：

2.以酚类和醛类化合物为原料，经缩聚反应制得的一大类树脂统称为酚醛树脂，酚醛树脂极性大，粘结力强，固化之后可以形成交联网状结构，使得它具有较大的刚性和优异的耐热性能，因此在国防、工业、建筑、交通等领域得到广泛的应用。
3.然而酚醛树脂胶黏剂的主要原料—苯酚和甲醛，均是从石油产品中提炼而成，不仅价格昂贵，而且不可再生。同时，酚醛树脂作为木材胶黏剂在人造板材的生产和使用过程中会释放出游离的苯酚和甲醛[5]。而苯酚和甲醛都具有一定的毒性会危害人体健康：苯酚对皮肤和黏膜有强烈的腐蚀作用，也可损害肝、肾功能；甲醛则是一种潜在的2-a级的致癌物质，会刺激眼睛和损害呼吸道导致器官癌变。
[0004]
鉴于石油资源的日益枯竭及人们对健康的重视程度逐步提高，因此有必要提供一种新的酚醛胶。


技术实现要素：

[0005]
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种新的酚醛胶，能够有效提高胶合强度以及降低甲醛释放量。
[0006]
本发明第二方面还提供了一种酚醛胶的制备方法。
[0007]
本发明的第一方面实施例提供的酚醛胶，包括如下按重量份计算的制备原料：
[0008]
酚化纳米木质素30～300份；
[0009]
苯酚10～20份；
[0010]
甲醛60～600份；
[0011]
碱性物质6～36份；
[0012]
吸收剂5～10份。
[0013]
根据本发明实施例的酚醛胶，至少具有如下有益效果：
[0014]
本发明选择以酚化纳米木质素为原料，与苯酚和甲醛制备成酚醛胶，其具有更强的胶合强度和更低的甲醛释放量，这是因为木质素的酚化和纳米化共同协同作用。一方面苯酚和纳米改性的木质素的反应活性得到了提高，木质素的酚羟基增多，能够与甲醛的反应的位点增多；而纳米改性之后的木质素表面积和孔结构增多，使得纳米木质素与甲醛之间的接触增加，因此胶合强度显著提升；另一方面，由于经过苯酚和纳米化改性的木质素反应位点多，比表面积大、孔结构增多，使得制备的酚醛胶的甲醛释放量显著下降。
[0015]
根据本发明的一些实施例，所述酚化纳米木质素的平均粒径为150nm～250nm。酚化纳米木质素的平均粒径在150nm～250nm时，与甲醛的反应性更好，胶合强度更高。
[0016]
根据本发明的一些实施例，所述碱性物质包括氢氧化钠、氢氧化钙中的至少一种。
[0017]
根据本发明的一些实施例，所述吸收剂为尿素或三聚氰胺中的至少一种。
[0018]
根据本发明的一些实施例，所述酚化纳米木质素的制备方法包括如下步骤：
[0019]
s1、在酸性催化剂作用下，木质素与苯酚进行酚化反应，即得酚化木质素；
[0020]
s2、将酚化木质素与乙二醇进行混合，固液分离，向分离后的液体加入盐酸，经过透析即得酚化纳米木质素。
[0021]
根据本发明的一些实施例，所述酸性催化剂为硫酸、盐酸、硝酸或磷酸中的至少一种。
[0022]
根据本发明的一些实施例，步骤s2中所述的盐酸浓度为0.01mol/l～0.03mol/l。
[0023]
本发明的第二方面实施例提供一种酚醛胶的制备方法，包括如下步骤：
[0024]
s3、将酚化纳米木质素、苯酚、部分甲醛和部分碱性物质混合进行反应，
[0025]
s4、将剩余的甲醛和剩余的碱性物质加入到步骤s3中，加入吸收剂，继续反应，即得酚醛胶。
[0026]
根据本发明的一些实施例，反应温度为65℃～90℃。由此，当反应温度在65℃～90℃时，游离甲醛含量低。
[0027]
根据本发明的一些实施例，反应的时间为1h～5h。由此，当反应的时间为1h～5h时，游离甲醛含量低。
[0028]
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
具体实施方式
[0029]
以下是本发明的具体实施例，并结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0030]
本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本技术领域常规试剂、方法和设备。
[0031]
木质素：山东高唐多元木质素有限公司；
[0032]
苯酚和甲醛：市售；
[0033]
吸收剂：尿素，市售；
[0034]
碱性物质：氢氧化钠，市售。
[0035]
下面实施例中用到的酚化纳米木质素通过如下方法制备得到：
[0036]
s1、在120℃和浓硫酸作为催化剂的条件下，将木质素与苯酚按照质量比1:2进行酚化反应，即得酚化木质素；
[0037]
s2、将酚化木质素与乙二醇进行混合，过滤除去不溶性杂质，向分离后的酚化木质素乙二醇溶液中滴加0.025mol/l的盐酸，放入透析袋进行透析，经过透析即得酚化纳米木质素，酚化纳米木质素的平均粒径为200nm。
[0038]
酚化木质素的制备方法同酚化纳米木质素，其区别在于，没有步骤s2。
[0039]
纳米木质素的制备方法同酚化纳米木质素，其区别在于，没有步骤s1。
[0040]
实施例1
[0041]
实施例1提供一种酚醛胶，组分含量见表1，制备方法如下：
[0042]
s3、将酚化纳米木质素、苯酚、2/3的甲醛和2/3的氢氧化钠混合，加热升温至85℃，反应10min；
[0043]
s4、将剩余的1/3甲醛和剩余的1/3氢氧化钠加入到步骤s3中，加入尿素，85℃继续反应1h，即得酚醛胶。
[0044]
实施例2～3
[0045]
实施例2～3提供一系列酚醛胶，组分含量见表1，制备方法同实施例1。
[0046]
对比例1
[0047]
对比例1提供一种酚醛胶，组分含量和制备方法同实施例1，其区别在于，对比例1采用的是酚化木质素。
[0048]
对比例2
[0049]
对比例2提供一种酚醛胶，组分含量和制备方法同实施例1，其区别在于，对比例2采用的是纳米木质素。
[0050]
表1实施例1～3和对比例1～2的组分含量(份)
[0051][0052][0053]
性能测试
[0054]
将本发明实施例1～3和对比例1～2的酚醛胶应用在胶合板中，并对胶合板的样品根据gb/t 9846-2015《普通胶合板》、gb 18580-2017《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》进行检验，送检样品胶合强度按gb/t 9846-2015判定，甲醛释放限量按gb18580-2017判定，检验结果如表2所示：
[0055]
表2实施例1～3和对比例1～2的数据
[0056][0057]
从实施例1～3和对比例1和2的数据看，当对比例1或对比例2中的木质素不是酚化纳米木质素时，其胶合强度和甲醛释放量多非常高，而发明人发现，当同时对木质素进行酚化合纳米化时能够显著提高胶合强度，以及更低的甲醛释放量，与对比例1和对比例2的数
据相比，实施例1的效果要远远好于对比例。
[0058]
上面结合本发明实施例作了详细说明，但本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。