一種叢生竹集成型材酚醛樹脂膠的原料配方及其製備方法
2023-05-21 06:32:31 3
專利名稱:一種叢生竹集成型材酚醛樹脂膠的原料配方及其製備方法
技術領域:
本發明屬於竹材的膠粘劑的合成領域,更具體涉及一種叢生竹集成型材酚醛樹脂膠的製備方法。
背景技術:
目前,竹材和木材的人造板、集成型材幾乎都是用酚醛樹脂膠,酚醛樹脂膠具有耐熱性,電絕緣性,耐水、耐候、較高的力學強度和難燃等優良特性而大量用於膠粘劑、油漆原料和抗磨材料中,科研人員還在不斷的探索酚醛樹脂,以提高酚醛樹脂的膠合強度、樹脂的耐熱性和耐磨性。如專利《一種改性酚醛樹脂膠的原料配方及其製備方法》(200710009600)中公開了一種改性酚醛樹脂膠的原料配方及其製備方法,採用的原料是苯酚、碳醯胺、甲醛、液鹼和水。其製備工藝分兩步,先把碳醯胺和部分甲醛製成固體的碳醯胺與甲醛的加成物,而後在酚醛樹脂的合成過程中加與反應。該方法製備的酚醛樹脂膠適用於木材和散生竹材人造板的使用。又如《竹結構材用改性酚醛樹脂及其製備方法》(201010200167)中公開了一種結合竹材的結構特點,製備的竹製結構材膠,其製備原料是酚醛貯存液35 85% ;甲醛水溶液 0 40% ;鹼性水溶液7 20% ;間苯二酚0. 5 5%。製備方法是在反應釜中加入酚醛貯存液,第一次加入甲醛水溶液,再加入鹼性水溶液,升溫至30 70°C,反應30 90min,再加入甲醛水溶液,升溫至70 98°C,保溫反應20 90min再加入鹼性水溶液反應後再加入間苯二酚,至測試膠液粘度為15 700mpa. s。該方法製備的改性酚醛樹脂膠對散生竹材的膠合性能有一定的改善,但對於叢生竹材的膠合性能的改善微乎其微。叢生竹如龍竹其杆高、徑粗、單位面積產材量比我國主要經濟竹散生竹如毛竹高 5 6倍,叢生竹的纖維粗大且纖維在杆莖中佔全部組織的52. 47%,叢生竹性能優良、密度高、強度高是良好的建築用材。而叢生竹因纖維粗,含糖量、含澱粉量高容易被蟲蛀,實用性能極差。叢生竹與散生竹在纖維結構、成分含量上都不同,叢生竹纖維比較粗大,糖分、澱粉、酸質等含量都比散生竹高,叢生竹竹節與竹杆纖維含水量相差很大,竹節含水量很低, 而竹杆含水量很高,在乾燥時,竹節纖維縮水很少,而竹杆部位大幅度縮水。上述所說的酚醛樹脂膠應用在叢生竹材上,叢生竹製備的型材在乾燥的時候由於失水率相差很大造成型材開裂,在加上叢生竹的纖維粗大,上述的膠粘接強度不夠,在乾燥的過程中很容易開裂變形,不能達到竹型材的強度要求,這也就是叢生竹多年來不能被開發利用的主要原因。
發明內容
為了解決上述所說的問題,結合叢生竹的結構特點,研製適合叢生竹材的膠粘劑, 本發明旨在提供一種適用於叢生竹集成型材的酚醛樹脂膠的原料配方及其製備方法,製備方法簡單,同時製備的酚醛樹脂膠對叢生竹材膠合能力強,耐候性高,浸漬剝離率低,避免了型材在乾燥的過程中開裂變形,能夠拓寬竹材的利用範圍,使叢生竹變廢為寶。為實現上述目的,本發明採用以下技術方案
一種叢生竹集成型材酚醛樹脂膠,該叢生竹酚醛樹脂膠的主要配方原料是甲醛、苯酚、二乙二酸、無水硫酸鈉、尿素、油酸、液鹼、松香粉、水。一種叢生竹集成型材酚醛樹脂膠製備方法以重量份數計
①甲醛60 80,苯酚50 75,二乙二酸25 45,液鹼2 5攪拌均勻後測混合物的 PH值,PH值為7 10,PH值合格後升溫至65 80°C,限溫到85 V,然後保溫70 lOOmin, 保溫時溫度控制在75 80°C範圍內;
②保溫70 IOOmin後,測反應物的PH值,PH值為7 10,PH值合格後降溫到70°C;
③溫度降到70°C後,往上述的反應物裡加入甲醛20 40,無水亞硫酸納10 35攪拌均勻後升溫至80 85°C,保溫反應80 IOOmin ;
④反應完成後,對反應物再進行PH值的檢測,PH值在7 10之間,PH值合格後降溫至60°C後,往該反應物中添加尿素10 25,尿素即碳醯胺,尿素與部分甲醛結合生成碳醯胺與甲醛的固體加成物,增強該膠粘劑性能的穩定性,同時還能提高該膠粘劑的固化速度。 添加尿素攪拌均勻後將溫度升至70°C再往裡面添加油酸3 8,液鹼3 6,加水40 75 攪拌均勻後繼續升溫至70°C後保溫60min ;
⑤保溫60min後降溫到45 50°C,再往裡面添加0.1 0. 3的松香粉後不斷攪拌 30min,攪拌完成後降溫到30°C即可出料,添加的松香粉能增加該酚醛樹脂膠的粘接強度和膠合能力。
在酚醛樹脂膠製備過程中添加了無水硫酸鈉,該膠應用於叢生竹材上,由於叢生竹材竹杆和竹節的含水量相差很大,在酚醛膠裡添加了無水硫酸鈉,叢生竹材在烘乾壓製成型的過程中快速去除多餘的水分,避免叢生竹型材在脫模乾燥的過程中因失水率相差大導致型材開裂變形。在酚醛樹脂膠製備過程中添加少量的油酸,油酸氧化後會發生硬化,將含有油酸的酚醛樹脂膠用於叢生竹型材上,由於油酸會發生硬化,增強了叢生竹型材的硬度。由於叢生竹纖維粗大,一般的酚醛樹脂膠的膠合能力很難使膠合後的型材達到型材的膠合強度,將含有松香粉的酚醛樹脂膠應用於叢生竹上,松香粉能增強酚醛樹脂膠的粘接強度和膠合能力,保證了叢生竹型材的粘接強度和膠合強度。該技術方案產生以下有益效果
1、該酚醛樹脂膠是結合叢生竹結構特點製備的,經該技術方案製備的酚醛樹脂膠為透明液體,性能穩定,膠合性能強,耐候性好,浸漬剝離率很低,固化速度快,該酚醛樹脂膠用於叢生竹集成型材中,膠合的竹型材強度完全能達到結構材的強度要求。2、將該酚醛樹脂膠應用於叢生竹集成型材的加工中,由於該酚醛樹脂膠是根據叢生竹的結構特點製備的,在酚醛樹脂膠製備的過程中添加了無水硫酸鈉、油酸、松香粉等物質,該酚醛樹脂膠應用到叢生竹型材上,快速去除竹材多餘的水分,高溫成型的過程中油酸氧化後硬化能增加型材的硬度,同時由於添加了松香粉增加了酚醛樹脂膠的粘接強度,對叢生竹竹纖維膠合能力強,所製造的叢生竹集成型材不易開裂變形。3、該酚醛樹脂膠對竹材的應用起到積極促進作用,拓寬了竹材的利用範圍,使一直以來不能被加工利用的叢生竹材能夠得以加工利用,變廢為寶。
4、該技術方案在製備酚醛樹脂膠的工藝簡單,製備過程中只需分階段的添加原料,讓其充分反應,在這過程中所需加熱溫度低、同時不用脫水、無汙染物,節能環保。
具體實施例實施例1
一種叢生竹集成型材酚醛樹脂膠,該叢生竹酚醛樹脂膠的主要配方原料是甲醛、苯酚、二乙二酸、無水硫酸鈉、尿素、油酸、液鹼、松香粉、水。一種叢生竹集成型材酚醛樹脂膠製備方法以純反應釜為例
①甲醛700kg,苯酚650kg,二乙二酸380kg,液鹼35kg攪拌均勻後測混合物的PH 值,PH值為7. 8,PH值合格後升溫至80°C,限溫到85°C,然後保溫95min,保溫時溫度控制在 75 80°C範圍內;
②保溫95min後,測反應物的PH值,PH值為7.8,PH值合格降溫到70°C ;
③溫度降到70°C後,往上述的反應物裡加入甲醛300kg,無水亞硫酸納200kg攪拌均勻後升溫至80°C,保溫反應90min ;
④反應完成後,對反應物再進行PH值的檢測,PH值為8,合格後降溫至60°C後,繼續添加尿素180kg,添加尿素攪拌均勻後將溫度升至70°C再往裡面添加油酸50kg,液鹼50kg,加水500kg攪拌均勻後繼續升溫至70°C後保溫60min ;
⑤保溫30min後降溫到45°C,再往裡面添加2kg的松香粉後不斷攪拌30min,攪拌完成後降溫到30°C即可出料。該技術方案製備的酚醛樹脂膠,針對叢生竹的特點,在酚醛樹脂膠的製備過程中添加了少量的松香粉、無水硫酸鈉、油酸,增加了膠的粘接能力,能快速去除竹纖維中的水分,同時還能發生硬化,增加型材的強度,應用於叢生竹集成型材上,膠合能力強,耐水耐候性好,剝離率低,膠合的叢生竹集成型材強度高,滿足結構型材的強度要求。實施例2
一種叢生竹集成型材酚醛樹脂膠,該叢生竹酚醛樹脂膠的主要配方原料是甲醛、苯酚、二乙二酸、無水硫酸鈉、尿素、油酸、液鹼、松香粉、水。一種叢生竹集成型材酚醛樹脂膠製備方法以純反應釜為例
①甲醛6^g,苯酚60kg,二乙二酸30kg,液鹼3kg攪拌均勻後測混合物的PH值,PH 值為8. 2,PH值合格後升溫至75°C,限溫到85°C,然後保溫85min,保溫時溫度控制在75 80°C範圍內;
②保溫85min後,測反應物的PH值,PH值為8.5合格後降溫到70°C ;
③溫度降到70°C後,往上述的反應物裡加入甲醛25kg,無水亞硫酸納20kg攪拌均勻後升溫至80°C,保溫反應90min ;
④反應完成後,對反應物再進行PH值的檢測,PH值為8.5,合格後降溫至60°C後,繼續添加尿素20kg,添加尿素攪拌均勻後將溫度升至70°C再往裡面添加油酸^ig,液鹼^g,加水55kg攪拌均勻後繼續升溫至70°C後保溫60min ;
⑤保溫30min後降溫到50°C,再往裡面添加0.2kg的松香粉後不斷攪拌30min,攪拌完成後降溫到30°C即可出料。該技術方案製備的酚醛樹脂膠,針對叢生竹的特點,在酚醛樹脂膠的製備過程中添加了少量的松香粉、無水硫酸鈉、油酸,增加了膠的粘接能力,能快速去除竹纖維中的水分,同時還能發生硬化,增加型材的強度,應用於叢生竹集成型材上,膠合能力強,耐水耐候性好,剝離率低,膠合的叢生竹集成型材強度高,滿足結構型材的強度要求。
權利要求
1.一種叢生竹集成型材酚醛樹脂膠配方原料,其特徵在於,該叢生竹集成型材酚醛樹脂膠的主要配方原料是甲醛、苯酚、二乙二酸、無水硫酸鈉、尿素、油酸、液鹼、松香粉、水。
2.根據權利要求1所述的一種叢生竹集成型材酚醛樹脂膠配方原料,其特徵在於,所述的液鹼可以是氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇中任意一種。
3.—種如權利要求1所述的叢生竹集成型材酚醛樹脂膠的製備方法,其特徵在於採用以下工藝步驟按重量份數計①甲醛60 80,苯酚50 75,二乙二酸25 45,液鹼2 5攪拌均勻後測混合物的 PH值,PH值為7 10,PH值合格後升溫至65 80°C,限溫到85°C,然後保溫70 lOOmin, 保溫時溫度控制在75 80°C範圍內;②保溫70 IOOmin後,測反應物的PH值,PH值為7 10,PH值合格後降溫到70°C;③溫度降到70°C後,往上述的反應物裡加入甲醛20 40,無水亞硫酸鈉10 35攪拌均勻後升溫至80 85°C,保溫反應80 IOOmin ;④反應完成後,對反應物在進行PH值的檢測,PH值在7 10之間,合格後降溫至60°C 後,往該反應物中添加尿素10 25,添加尿素攪拌均勻後將溫度升至70°C再往裡面添加油酸3 8,液鹼3 6,加水40 75攪拌均勻後繼續升溫至70°C後保溫60min ;⑤保溫30min後降溫到45 50°C,再往裡面添加0.1 0. 3的松香粉後攪拌30min, 攪拌完成後降溫到30°C即可出料。
4.根據權利要求3所述的一種叢生竹集成型材酚醛樹脂膠的製備方法,其特徵在於, 所述的液鹼可以是氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇中任意一種。
全文摘要
本發明提供了一種叢生竹集成型材酚醛樹脂膠的原料配方及其製備方法,結合叢生竹的結構特點,研製適合叢生竹材的膠粘劑,該叢生竹集成型材酚醛樹脂膠的主要配方原料是甲醛、苯酚、二乙二酸、無水硫酸鈉、尿素、油酸、液鹼、松香粉、水,在一定溫度下,分階段的添加原料混合反應製得。該叢生竹集成型材酚醛樹脂膠的製備方法簡單,針對叢生竹的特點,在酚醛樹脂膠製備的過程中添加了少量的松香粉、無水硫酸鈉、油酸增加了膠的粘接能力,能快速去除竹纖維中的水分,同時還能發生硬化,增加型材的強度,所製備的酚醛樹脂膠對叢生竹材膠合能力強,耐候性高,浸漬剝離率低,能夠拓寬竹材的利用範圍,使叢生竹變廢為寶。
文檔編號C09J11/06GK102432784SQ20111025764
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月2日 優先權日2011年9月2日
發明者項林 申請人:新平美堅新型竹材有限公司