造紙黑液膠粘劑的製備方法

2023-07-25 13:32:56

專利名稱：：造紙黑液膠粘劑的製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種環保型造紙黑液膠粘劑的製備方法，尤其涉及複合型造紙黑液膠粘劑的生產方法。
背景技術：
：我國是少林的國家，木材供需間存在著較大的矛盾，解決這一矛盾的重要途徑，是必須大力發展以人造板為中心的複合板材的生產和利用。用脲醛樹脂膠粘劑生產1立方米刨花板，可以代替3.1立方米原木製成的板材；而用脲醛樹脂膠粘劑生產1噸纖維板，可以代替5.6立方米原木製板材。即膠粘劑對提高木材利用率意義重大；同時，木材工業對膠粘劑的消耗量也是巨大的，在人造板、膠合板、夾心板、空心板、縫紉機臺板、木塑複合材料、木合金板等複合板材方面都要採用大量的膠粘劑。例如生產10000立方米膠合板需膠粘劑1000噸。由此可見，在複合板材的生產中要消耗大量的膠粘劑，而在這些膠粘中使用最多的是脲醛樹脂膠粘劑，它具有較好的粘接性能，其粘強強度比動、植物膠高，耐光性好而適用於木材、膠合板、層壓板及竹木製品等複合板材的粘膠生產，更重要的是其價格比較低而被廣泛應用。而這些複合板材製品又被廣泛地用在人們長期居住、生活的家庭和辦公室等場所。但是，這些膠粘劑或複合板材製品中存在著一定量的游離甲醛，例如，脲醛樹脂膠粘劑中的游離甲醛含量高達3—5%，因其在生產加工和使用過程中放出有毒氣體一甲醛，嚴重汙染損害人們的身體健康，在使用上應該受到很大的限制。但是，目前仍然還無法有效地限制其使用，且已發展到了無法控制的局面。因此，研製開發、應用推廣低甲醛含量複合板材用膠粘劑或無游離甲醛複合板材成為當務之急，且顯得十分必要。本發明開發研製了低游離甲醛含量，且符合環保要求的低成本複合板材膠粘劑，並使其保持脲醛樹脂膠粘劑的各項優良性能，降低其生產成本，使得各複合板材加工企業完全能夠承受的實用型膠粘劑。我國於2001年12月制定了GB18580-2001《室內裝飾裝修材料人造板及其製品甲醛釋放限量》、GB18583-2001《室內裝飾裝修材料膠粘劑中有害物質限量》等十項強制性國家標準，自2002年7月1日起強制執行。新標準對游離甲醛釋放量限制很低，而我國目前生產的人造板仍難以達到新的國家標準要求，這主要是使用了游離甲醛含量高的脲醛樹脂膠粘劑的緣故，也是目前難以解決的重大技術難題。並且，新標準對游離甲醛釋放量限制仍未達到保護人體健康的基本要求，存在繼續降低的可能或要求。
發明內容本發明的目的是提供一種利用造紙黑液製造的可以降低板材的甲醛釋放量和改善其耐水性能的膠粘劑。上述造紙黑液膠粘劑是由以下步驟製得一、在500ml容器中加入縮聚劑O.15份，升溫到4(TC5(TC時投加1.56份造紙黑液，攪拌下加入0.16份催化劑，溶液的溫度保持在45。C55。C時反應30分鐘，在溶液中加入36%的甲醛0.50份，溶液的溫度保持在45。C55t:時反應30分鐘，然後在30分鐘內將溶液升溫到8(rC85。C，再加入36。/。的甲醛0.30份0.40份，在80。C85。C時攪拌反應120分鐘，反應後在30分鐘內將溶液升溫到85。C95。C，溶液保持該溫度10分鐘，然後在20分鐘內將溶液降溫到8(TC85。C，保持該溫度40分鐘，再加入O.50份0.80份造紙黑液，溶液的溫度保持在8(TC85'C攪拌反應30分鐘製得原膠；二、在步驟一製得的l份原膠中加入甲醛捕獲劑O.06份0.10份，溶液的溫度保持在8(TC85i:時攪拌反應30分鐘；三、將步驟二製得的膠劑中再加入麵粉O.05份0.10份，室溫下攪拌反應30分鐘製得造紙黑液膠粘劑。上述縮聚劑為苯酚，催化劑為氫氧化鈉，甲醛捕獲劑為尿素、乙撐基脲或者三聚氰胺。上述造紙黑液膠粘劑一方面可以降低板材的甲醛釋放量和改善其耐水性能，另一方面可以為造紙黑液或從造紙黑液中提取出的木質素的綜合利用找到有效途徑。目前，造紙黑液對環境的汙染己超過所有汙染，已逐漸發展成為第一大汙染源，特別是造紙黑液對水質的破壞是災難性的。本研究項目成功地將造紙黑液或從造紙黑液中提取的木質素用作製備複合板材用膠粘劑，且己形成了低成本環保型複合板材用膠粘劑生產的新技術、新工藝、新配方和新方法，改變了目前的生產現狀，至少應具有兩方面的優勢其一，能夠生產低游離甲醛含量複合板材用膠粘劑，為室內裝飾裝修業提供無游離甲醛含量的複合板材，改善室內環境。其二，用造紙黑液木質素生產複合板材同膠粘劑，即為該行為提供了廉價且來源廣泛的原料，又解決了造紙企業的造紙黑液對環境的汙染問題，為造紙黑液或造紙黑液中提取出的木質素的綜合利用找到了有效途徑。低成本環保型複合板材膠粘劑的研究成功，為複合板材製造和室內裝飾行業提供了基本條件。而國家新標準的強制執行和人們環境意識的不斷增加，又為低成本環保型複合板材膠粘劑的推廣應用提供了機遇。因此，該項目的推廣應用前景十分廣闊，也會產生巨大的經濟和社會效益。並且，該項目又具有投資小、見效快，適應中小企業組織生產的特點，現生產脲醛樹脂或酚醛樹脂膠粘劑的生產裝置無需改變即可組織生產。酚醛樹脂膠粘劑的形成原理是在鹼的存在下，苯酚分子中酚羥基的對位和兩個鄰位的氫與甲酲反應，生成各種羥甲基酚的異構體。formulaseeoriginaldocumentpage5CH7OH所生成的羥甲基酚異構體，除了能繼續和苯酚反應外，也可以與甲醛反應生成多羥基甲基酚。formulaseeoriginaldocumentpage5formulaseeoriginaldocumentpage6各種羥甲基酚能相互反iiz，也能和酚、醛反應，形成初期酚醛樹脂，然後進一步發生縮聚反應得到分子結構為網狀的酚醛樹脂最終形式。造紙黑液中的主要成份是木質素和鹼，而木質素的主體結構，目前認為以苯丙烷為主，且只有三種基本結構(非縮合型結構)，艮P:formulaseeoriginaldocumentpage6愈創木基結構紫丁香基結構對羥基基結構木質素結構中存在較多的羥基，以醇羥基和酚羥基兩種形式存在。在鹼的存在下，木質素具有與甲醛生成輕甲基的反應，包括兩個方面，一是木質素芳環上存在的空位上可以發生羥甲基反應，二是芳環側鍵上也可發生羥甲基化反應。因此，從理論上來講，用造紙黑液製得的複合板材膠粘劑游離甲醛含量很低或無游離甲醛存在，且耐水性應該很好。同時，這種基本結構和反應也為造紙黑液能夠用於製備造紙黑液膠粘劑，且用於製造複合板材創造了基本條件。麵粉中含有多羥基，它們能與游離甲醛形成縮醛，從而防止游離甲醛釋放進入空氣，減少汙染。同時，造紙黑液膠粘劑與麵粉或馬鈴薯澱粉渣分子結構中的葡萄糖單元中C6上的醛基，在板材生產的熱壓固化階段，反應生成半縮醛及縮醛，形成交聯的體型結構，故可增加膠的粘合強度和耐水性。另外，它還可以作為填料加入膠中，其填充作用可降低膠層的體積收縮，從而減少同體積收縮產生的壓力。並可提高產品的固含量，去掉原工藝中的真空脫水操作，使得原料消耗和操作費用同時降低。具體實施例方式一、在500ml容器中加入苯酚15g，升溫到40。C時投加156g造紙黑液，攪拌下加入16g氫氧化鈉，溶液的溫度保持在45。C時反應30分鐘，在溶液中加入36。/。的甲醛50g，溶液的溫度保持在45。C時反應30分鐘，然後在30分鐘內將溶液升溫到8(TC，再加入36G/Q的甲醛30g，在8(TC時攪拌反應120分鐘，反應後在30分鐘內將溶液升溫到85。C，溶液保持該溫度IO分鐘，然後在20分鐘內將溶液降溫到80。C，保持該溫度40分鐘，40分鐘後再加入50g造紙黑液，溶液的溫度保持在8(TC攪拌反應30分鐘製得原膠；二、在步驟一製得的l份原膠中加入尿素6g，溶液的溫度保持在8(TC時攪拌反應30分鐘；三、將步驟二製得的膠劑中再加入麵粉5g，室溫下攪拌反應30分鐘製得造紙黑液膠粘劑。實施例2一、在500ml容器中加入苯酚15g，升溫到45(TC時投加156g造紙黑液，攪拌下加入16g氫氧化鈉，溶液的溫度保持在55"C時反應30分鐘，在溶液中加入36。/。的甲醛50g，溶液的溫度保持在55"C時反應30分鐘，然後在30分鐘內將溶液升溫到85。C，溶液保持該溫度反應30分鐘，再加入36。/。的甲醛40g，在85。C時攪拌反應120分鐘，反應後在30分鐘內將溶液升溫到95'C，溶液保持該溫度10分鐘，然後在20分鐘內將溶液降溫到85。C，保持該溫度40分鐘，40分鐘後再加入80g造紙黑液，溶液的溫度保持在85。C攪拌反應30分鐘製得原膠；二、在步驟一製得的1份原膠中加入乙撐基脲10g，溶液的溫度保持在85'C時攪拌反應30分鐘；三、將步驟二製得的膠劑中再加入麵粉10g，室溫下攪拌反應30分鐘製得造紙黑液膠粘劑。實施例3一、在500ml容器中加入苯酚15g，升溫到4(TC時投加156g造紙黑液，攪拌下加入16g氫氧化鈉，溶液的溫度保持在45。C時反應30分鐘，在溶液中加入36呢的甲醛50g，溶液的溫度保持在45。C時反應30分鐘，然後在30分鐘內將溶液升溫到8(TC，溶液保持該溫度反應30分鐘，再加入36呢的甲醛40g，在80°C時攪拌反應120分鐘，反應後在30分鐘內將溶液升溫到85。C，溶液保持該溫度10分鐘，然後在20分鐘內將溶液降溫到80°C，保持該溫度40分鐘，再加入80g造紙黑液，溶液的溫度保持在8(TC攪拌反應30分鐘製得原膠；二、在步驟一製得的1份原膠中加入三聚氰胺10g，溶液的溫度保持在80。C時攪拌反應30分鐘；三、將步驟二製得的膠劑中再加入麵粉10g，室溫下攪拌反應30分鐘製得造紙黑液膠粘劑。造紙黑液膠粘劑分析結果:tableseeoriginaldocumentpage8權利要求1.一種造紙黑液膠粘劑的製備方法，其特徵在於它是由以下步驟製得，一、在500ml容器中加入縮聚劑0.15份，升溫到40℃～50℃時投加1.56份造紙黑液，攪拌下加入0.16份催化劑，溶液的溫度保持在45℃～55℃時反應30分鐘，在溶液中加入36％的甲醛0.50份，溶液的溫度保持在45℃～55℃時反應30分鐘，然後在30分鐘內將溶液升溫到80℃～85℃，再加入36％的甲醛0.30份～0.40份，在80℃～85℃時攪拌反應120分鐘，反應後在30分鐘內將溶液升溫到85℃～95℃，溶液保持該溫度10分鐘，然後在20分鐘內將溶液降溫到80℃～85℃，保持該溫度40分鐘，再加入0.50份～0.80份造紙黑液，溶液的溫度保持在80℃～85℃攪拌反應30分鐘製得原膠；二、在步驟一製得的1份原膠中加入甲醛捕獲劑0.06份～0.10份，溶液的溫度保持在80℃～85℃時攪拌反應30分鐘；三、將步驟二製得的膠劑中再加入麵粉0.05份～0.10份，室溫下攪拌反應30分鐘製得造紙黑液膠粘劑。2.根據權利要求1所述的造紙黑液膠粘劑的製備方法，其特徵在於上述甲醛捕捉劑為尿素。3.根據權利要求1所述的造紙黑液膠粘劑的製備方法，其特徵在於上述甲醛捕捉劑為乙撐基脲。4.根據權利要求1所述的造紙黑液膠粘劑的製備方法，其特徵在於上述甲醛捕捉劑為者三聚氰哮。5.根據權利要求1所述的造紙黑液膠粘劑的製備方法，其特徵在於所述縮聚劑為苯酚，催化劑為氫氧化鈉。全文摘要本發明公開了造紙黑液膠粘劑的製備方法，是通過乙撐基脲、三聚氰胺或者聚乙烯醇為甲醛捕捉劑，加入尿素、麵粉、脲醛樹脂反應後製得的一種膠粘劑。本發明一方面可以降低板材的甲醛釋放量和改善其耐水性能，另一方面可以為造紙黑液或從造紙黑液中提取出的木質素的綜合利用找到有效途徑。文檔編號C09J103/00GK101191038SQ20061010497公開日2008年6月4日申請日期2006年11月20日優先權日2006年11月20日發明者濤劉,武小莉,石輝文申請人:蘭州大學