專利名稱：改性木質(zhì)素、改性木質(zhì)素合成的脲醛樹脂及二者制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改性木質(zhì)素、用改性木質(zhì)素合成脲醛樹脂膠黏劑及二者的制備方法，本膠黏劑適用于木材加工所需用的膠黏劑。
背景技術(shù)：
目前我國人造板總產(chǎn)量已經(jīng)超過11300萬m3，平均每年以超過10%的速度增長， 已經(jīng)成為世界第一大人造板生產(chǎn)國，人造板生產(chǎn)用膠粘劑年用量(100%固含量計)已經(jīng)超過800萬t。脲醛樹脂膠由于其原料易得、成本低廉而成為木材行業(yè)應(yīng)用最廣、用量最大的黏合劑。但是，由于脲醛樹脂中殘留大量游離甲醛，同時其高分子鏈結(jié)構(gòu)上存在亞甲基醚和羥甲基等可分解出甲醛的不穩(wěn)定基團(tuán)，導(dǎo)致脲醛樹脂制備的人造板在使用過程中向周圍環(huán)境不斷地釋放甲醛，長期嚴(yán)重的危害人們的身體健康。因此，我國于2001年12月發(fā)布了強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB18580-2001，規(guī)定人造板及其制品甲醛釋放量必須達(dá)到El級和E2級才可以用于室內(nèi)。并于2004年增加了級的標(biāo)準(zhǔn)(干燥器法測量的板材甲醛釋放量<0.5mg/ L)，與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌。木質(zhì)素因為價格低廉、原料易得廣泛地應(yīng)用于脲醛樹脂的改性。其目的主要在于提高脲醛樹脂的耐水強(qiáng)度，同時又能夠降低脲醛樹脂的成本；也有的研究者通過對木質(zhì)素的改性，使木質(zhì)素變成一種有效的甲醛吸附劑，起到了降低甲醛的作用。US5075M02用木質(zhì)素磺酸鈣與甲醛在強(qiáng)酸條件下發(fā)生羥甲基化反應(yīng)生成羥甲基化的木質(zhì)素再與尿素、三聚氰胺、剩余的甲醛反應(yīng)制成了一種無毒的膠黏劑，這種膠黏劑可以應(yīng)用于動物的飼料中。 US6291558利用木質(zhì)素和甲醛及一種不飽和的羰基化合物反應(yīng)制成一種膠黏劑，這種膠黏劑可以直接應(yīng)用于木板加工也可以加入到脲醛樹脂中。US3994850首先將木質(zhì)素與市售的脲醛樹脂混合，在在一定條件下，通過分步加入尿素來降低脲醛樹脂中的甲醛，最終制成低甲醛釋放的膠黏劑。US4M4846也是將脲醛樹脂與改性后的木質(zhì)素共聚制成低甲醛釋放的木材膠黏劑。US262^79將尿素與甲醛在弱堿性條件下反應(yīng)一段時間，然后加入一定量的木質(zhì)素磺酸鹽，攪拌一段時間將體系調(diào)節(jié)到弱酸性反應(yīng)至加氏粘度Q，最后加入乙醇，制成了增強(qiáng)紙張濕強(qiáng)度的膠黏劑。US4332589利用木質(zhì)素與甲醛的羥甲基化反應(yīng)現(xiàn)在堿性條件下進(jìn)行木質(zhì)素的羥甲基化反應(yīng)然后在強(qiáng)酸條件下使羥甲基化的木質(zhì)素發(fā)生共聚，制成了一種分散劑這種分散劑可以應(yīng)用于印染行業(yè)。這些傳統(tǒng)的改性方法一方面會增加膠黏劑的制造成本，一方面并不能夠同時滿足環(huán)保和高強(qiáng)度的要求。很多制得的膠黏劑中仍然保留了大量游離甲醛、不穩(wěn)定的亞甲基醚鍵和羥甲基基團(tuán)，在樹脂的使用過程中會發(fā)生可逆反應(yīng)，向周圍環(huán)境釋放甲醛，而且這個過程是漫長的持久的，會嚴(yán)重危害到人們的身體健康。或者是甲醛釋放量很低但是并不能夠達(dá)到理想的膠合強(qiáng)度。所以，在保證高的膠合強(qiáng)度的基礎(chǔ)上降低脲醛樹脂甲醛釋放量成為當(dāng)今脲醛樹脂的研究熱點(diǎn)。本發(fā)明合成的改性木質(zhì)素能夠保證脲醛樹脂擁有很高的膠合強(qiáng)度，并在此基礎(chǔ)上能夠大幅度地降低樹脂的甲醛釋放量，達(dá)到EO級的標(biāo)準(zhǔn)，同時具有很低的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明首先利用木質(zhì)素衍生物合成一種改性木質(zhì)素，采用傳統(tǒng)的弱堿-弱酸-弱堿的工藝合成路線，在反應(yīng)后期加入改性木質(zhì)素保證樹脂具有良好的膠結(jié)強(qiáng)度和較低甲醛釋放量，制得的膠粘劑甲醛釋放量達(dá)到級標(biāo)準(zhǔn)。一種改性木質(zhì)素，其特征在于按重量份由質(zhì)量百分比濃度為40% -60%木質(zhì)素衍生物水溶液120-160份、醛20-60份、木質(zhì)素改性劑5_30份、木質(zhì)素活化劑0. 2-1. 5份組成；木質(zhì)素衍生物為木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸銨、木質(zhì)素磺酸鎂、堿木質(zhì)素中的一種或兩種以上按任意比的混合；醛為質(zhì)量百分比濃度為-37%的甲醛、38% -40%乙醛、38% -40%乙二醛、 50% -52%戊二醛、40% -42%丙烯醛、38% -40%糠醛中的一種或兩種以上按任意比的混合；木質(zhì)素改性劑為丙烯酰胺、乙二胺、三乙醇胺、三聚氰胺、1，4_ 丁二胺、硫脲、尿素中的一種或兩種以上按任意比的混合。木質(zhì)素活化劑為20% -25%氫氧化鈉水溶液、20% -25%三乙醇胺水溶液、 20% -25%六亞甲基四胺水溶液之一。所述的改性木質(zhì)素的制備方法，其特征在于步驟如下步驟一配制120-160重量份的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40% _60%的木質(zhì)素衍生物水溶液，加入0. 1-1重量份木質(zhì)素活化劑，放置1-48小時得到步驟一的產(chǎn)物。步驟二向步驟一的產(chǎn)物中加入20-60重量份的醛，在50 V -85 °C反應(yīng) 30-120min，期間保持體系的pH值為8. 5-11得到步驟二的產(chǎn)物；步驟三向步驟二的產(chǎn)物中加入5-30重量份的木質(zhì)素改性劑，加入0. 1-0. 5重量份的木質(zhì)素活化劑在50°C -85°C下，反應(yīng)1-5小時。冷卻、出料。應(yīng)用所述改性木質(zhì)素的脲醛樹脂，其特征在于按重量份由改性木質(zhì)素10-60份、 質(zhì)量百分比濃度35% -37%甲醛水溶液160-208份、尿素120份、堿性催化劑0. 02-0. 05份、 酸性催化劑0. 02-0. 05份、甲醛吸附劑0. 05-5份組成。堿性催化劑為質(zhì)量百分比濃度的20% -25%氫氧化鈉水溶液、20% -25%三乙醇胺水溶液、20% -25%六亞甲基四胺水溶液之一。酸性催化劑為質(zhì)量百分比濃度的30% -35%甲酸水溶液、30% -35%乙酸水溶液、 5% -10%硫酸水溶液、20% -25%鹽酸水溶液之一。甲醛吸附劑是三聚氰胺、丙烯酰胺、聚乙烯醇、硫脲、苯酚、木質(zhì)素粉、樹皮粉、單寧、淀粉中的一種或兩種以上按任意比的混合。所述的脲醛樹脂的制備方法，其特征在于步驟如下(1)在容器中加入160-208重量份的質(zhì)量百分比濃度35% -37%甲醛水溶液，尿素60重量份，控制加成階段的甲醛與尿素的摩爾比在1. 6-2. 0，開動攪拌裝置，用堿性催化劑調(diào)節(jié)PH = 9. 0-9. 3，升溫至85°C -95°C，保溫反應(yīng)半小時；(2)用酸性催化劑調(diào)節(jié)pH = 4. 8-5. 2，反應(yīng)IOmin ；(3)再加入20-40重量份的尿素，反應(yīng)5min-20min.，反應(yīng)至終點(diǎn)，加入堿性催化劑調(diào)節(jié)PH值為6. 5-7. 5 ；(4)加入10-60重量份的改性木質(zhì)素，在85°C _95°C條件下反應(yīng)10_60min ；(5)降溫至60-80°C，加入剩余的20_40重量份尿素和0. 05-5重量份甲醛吸附劑，反應(yīng) 10-40min ；(6)降溫至40°C以下，調(diào)節(jié)pH值在7. 0-7. 5之間，冷卻出料。本發(fā)明的環(huán)保脲醛樹脂在調(diào)膠應(yīng)用過程中，所述的膠粘劑由100重量份脲醛樹脂，15重量份填料(如淀粉、面粉等)，5重量份固化劑制成，其中固化劑為質(zhì)量百分比濃度為20%氯化氨或過硫酸氨溶液或乙酸銨-過硫酸銨復(fù)合固化劑。本發(fā)明制備的脲醛樹脂有游離甲醛含量低，貯存期適中，工藝簡潔，反應(yīng)時間短， 成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，該膠粘劑制備的板材甲醛釋放量達(dá)到級標(biāo)準(zhǔn)，并且在熱水蒸煮后仍保持高的膠結(jié)強(qiáng)度。本制備方法制備的脲醛樹脂膠價格上低于市面上環(huán)保型脲醛樹脂價格約 737-1037元。在保證環(huán)保的前提下又降低了成本，具有良好的市場前景。


圖1木質(zhì)素與改性木質(zhì)素紅外對比圖A (波數(shù)lSOOcn^jOOcnr1)圖2木質(zhì)素與改性木質(zhì)素紅外對比圖B(波數(shù)4000(311^-1800(31^1)圖3UF的1義核磁譜虬-皿義核磁譜圖其中(UF-普通脲醛樹脂；L-UF-改性木質(zhì)素改性脲醛樹脂)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1燒杯中加入70g木質(zhì)素磺酸鈉，加入85. 5g水，配制成水溶液，加入0. 2g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的氫氧化鈉水溶液，搖勻后，靜置12小時。將141g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%的木質(zhì)素溶液加入到500ml四口燒瓶中，開啟攪拌裝置， 升溫至70°C，加入30g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37. 45%的甲醛水溶液，保持體系的pH = 9. 5，溫度升至 70°C后，保溫60min ；加入19. 5g三聚氰胺，調(diào)節(jié)體系的pH = 9. 5，反應(yīng)3小時，冷卻出料。在裝有回流冷凝裝置和攪拌裝置的500ml四口瓶中，加入37. 45 %甲醛水溶液 168. 39g，尿素63. 03g，開啟攪拌裝置，滴加20%的氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)體系pH = 9. 2，同時開始加熱；待溫度升至85°C，保溫反應(yīng)半小時；用30%甲酸水溶液調(diào)節(jié)體系pH = 4. 8，反應(yīng) IOmin ；加入剩余的35. 66g尿素，反應(yīng)15min ；用20%的氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)體系的pH值= 7. 2 ；加入上述改性木質(zhì)素18. 50g，反應(yīng)40min ；降溫至75°C，加入21. 44g尿素和3g三聚氰胺，反應(yīng)20min ；降溫至40°C，調(diào)節(jié)體系pH值為7. 2，冷卻出料，得到脲醛樹脂膠。該體系甲醛和尿素的總的摩爾比為1.05 1，初期加成階段控制F/U摩爾比為2.0 1。該脲醛樹脂在應(yīng)用中，所述的膠粘劑由100重量份的脲醛樹脂、15重量份的填料(面粉或淀粉)、5重量份的20% (質(zhì)量百分濃度)氯化銨制成。實(shí)施例2本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，木質(zhì)素磺酸鈉水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40 %，加入量為120重量份，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，木質(zhì)素磺酸鈉水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40 %，加入量為160重量份，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例4本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，木質(zhì)素磺酸鈉水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60 %，加入量為120重量份，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例5本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，木質(zhì)素磺酸鈉水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60 %，加入量為160重量份，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例6本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，木質(zhì)素活化劑的加入量為0. 1重量份，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例7本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，木質(zhì)素活化劑的加入量為1重量份，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例8本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，木質(zhì)素磺酸鈉水溶液在堿性環(huán)境下靜置1小時， 其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例9本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，木質(zhì)素磺酸鈉水溶液在堿性環(huán)境下靜置48小時， 其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例10本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，醛的加入量為20重量份，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例11本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，醛的加入量為60重量份，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例12本實(shí)施方式改性木質(zhì)素的合成溫度為50°C，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例13本實(shí)施方式改性木質(zhì)素的合成溫度為85°C，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例14本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，木質(zhì)素磺酸鈉水溶液與醛的反應(yīng)時間為30分鐘， 其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例15本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，木質(zhì)素磺酸鈉水溶液與醛的反應(yīng)時間為120分鐘，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例16本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，體系pH值為8. 5，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例17
本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，體系pH值為11，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例18本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，改性劑加入量為5重量份，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例19本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，改性劑加入量為30重量份，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例20本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，木質(zhì)素改性劑加入后，木質(zhì)素活化劑的加入量為 0. 1重量份，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例21本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，木質(zhì)素改性劑加入后，木質(zhì)素活化劑的加入量為 0. 5重量份，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例22本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，木質(zhì)素改性劑加入后，反應(yīng)時間為1小時，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例23本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，木質(zhì)素改性劑加入后，反應(yīng)時間為5小時，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例M本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，采用木質(zhì)素磺酸鈣合成改性木質(zhì)素，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例25本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，采用木質(zhì)素磺酸氨合成改性木質(zhì)素，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例26本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，采用木質(zhì)素磺酸鎂合成改性木質(zhì)素，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例27本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，采用堿木質(zhì)素合成改性木質(zhì)素，其他與實(shí)施例1 相同。實(shí)施例觀本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，采用乙醛合成改性木質(zhì)素，其他與實(shí)施例1相同。 乙醛的酸性要比甲醛強(qiáng)，因此反應(yīng)活性要弱于甲酸，測得的板材膠合強(qiáng)度降低，但是同時也起到了降低膠液中游離甲醛的作用。實(shí)施例四本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，采用乙二醛合成改性木質(zhì)素，其他與實(shí)施例1相同。由于乙二醛具有強(qiáng)酸性，在堿性條件下改性木質(zhì)素反應(yīng)活性沒有甲醛高，因此，測得的板材的膠合強(qiáng)度相對較低，但是避免了在改性木質(zhì)素中殘留游離甲醛，使得最終膠液中的游離甲醛降低。實(shí)施例30
本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，采用戊二醛合成改性木質(zhì)素，其他與實(shí)施例1相同。戊二醛分子鏈要比乙二醛長，因此，反應(yīng)活性也不如甲醛，同樣測得的板材的膠合強(qiáng)度也相對較低，同樣會避免游離甲醛在脲醛樹脂中的引入，甲醛釋放量降低。實(shí)施例31本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，采用丙烯醛合成改性木質(zhì)素，其他與實(shí)施例1相同。膠合強(qiáng)度降低，游離甲醛降低。實(shí)施例32本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，采用糠醛合成改性木質(zhì)素，其他與實(shí)施例1相同。 膠合強(qiáng)度有所降低，游離甲醛降低。實(shí)施例33本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，采用丙烯酰胺為木質(zhì)素改性劑，其他與實(shí)施例1 相同。實(shí)施例34本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，采用乙二胺為木質(zhì)素改性劑，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例35本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，采用三乙醇胺為木質(zhì)素改性劑，其他與實(shí)施例1 相同。實(shí)施例36本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，采用1，4_ 丁二胺為木質(zhì)素改性劑，其他與實(shí)施例 1相同。實(shí)施例37本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，采用1，4- 丁二胺為木質(zhì)素改性劑，其他與實(shí)施例 1相同。實(shí)施例38本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，采用硫脲為木質(zhì)素改性劑，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例39本實(shí)施方式改性木質(zhì)素合成中，采用尿素為木質(zhì)素改性劑，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例40本實(shí)施方式脲醛樹脂膠黏劑合成中，改性木質(zhì)素加入量為10重量份，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例41本實(shí)施方式脲醛樹脂膠黏劑合成中，改性木質(zhì)素加入量為60重量份，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例42本實(shí)施方式脲醛樹脂膠黏劑合成中，甲醛吸附劑的加入量為0. 05重量份，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例43本實(shí)施方式脲醛樹脂膠黏劑合成中，甲醛吸附劑的加入量為0. 5重量份，其他與實(shí)施例1相同。體系中的活性基團(tuán)增加，膠液的貯存期變短。實(shí)施例44本實(shí)施方式脲醛樹脂膠黏劑合成中，以丙烯酰胺為甲醛吸附劑，其他與實(shí)施例1 相同。實(shí)施例45本實(shí)施方式脲醛樹脂膠黏劑合成中，以聚乙烯醇為甲醛吸附劑，其他與實(shí)施例1 相同。實(shí)施例46本實(shí)施方式脲醛樹脂膠黏劑合成中，以硫脲為甲醛吸附劑，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例47本實(shí)施方式脲醛樹脂膠黏劑合成中，以苯酚為甲醛吸附劑，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例48本實(shí)施方式脲醛樹脂膠黏劑合成中，以木質(zhì)素粉為甲醛吸附劑，其他與實(shí)施例1 相同。實(shí)施例49本實(shí)施方式脲醛樹脂膠黏劑合成中，以樹皮粉為甲醛吸附劑，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例50本實(shí)施方式脲醛樹脂膠黏劑合成中，以單寧為甲醛吸附劑，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例51本實(shí)施方式脲醛樹脂膠黏劑合成中，以淀粉為甲醛吸附劑，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例52本實(shí)施方式脲醛樹脂膠黏劑合成中，甲醛與尿素的總摩爾比為1.0 1.0，初期摩爾比為2.0 1.0，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例53本實(shí)施方式脲醛樹脂膠黏劑合成中，甲醛與尿素的總摩爾比為1.3 1.0，初期摩爾比為2.0 1.0，其他與實(shí)施例1相同。甲醛與尿素的總摩爾升高，膠液的貯存期變短。實(shí)施例M本實(shí)施方式脲醛樹脂膠黏劑合成中，甲醛與尿素的總摩爾比為1.0 1.0，初期摩爾比為1.6 1.0，其他與實(shí)施例1相同。實(shí)施例55本實(shí)施方式脲醛樹脂膠黏劑合成中，甲醛與尿素的總摩爾比為1.3 1.0，初期摩爾比為1.6 1.0，其他與實(shí)施例1相同。甲醛與尿素的總摩爾升高，膠液的貯存期變短。實(shí)施例56本實(shí)施方式在膠粘劑應(yīng)用中，所述的膠粘劑由100重量份的脲醛樹脂、15重量份的填料、5重量份的復(fù)合固化劑20%過硫酸銨與20%的磷酸銨重量比2 3制成，其他與實(shí)施例1相同。對比例1本實(shí)施方式?jīng)]有加入改性木質(zhì)素，其他與實(shí)施例1相同。
對比例2本實(shí)施方式?jīng)]有加入甲醛吸附劑，其他與實(shí)施例1相同。附所有實(shí)施例、對比例的耐水性測試是通過將板材放入63°C熱水中浸泡，觀察是否開膠來衡量；膠結(jié)強(qiáng)度的數(shù)值是將板材放入63°C熱水中浸泡3小時后進(jìn)行測定。表1實(shí)施例1脲醛樹脂膠性能
指標(biāo)名稱單位性能測試方法外觀淡黃色無雜質(zhì)均勻液體GB/T14074.1-1993pH值7.2GB/T14074.4-1993固體含量%55.4GB/T14074.5-1993游離甲醛含量%0.106GB/T14074.16-1993粘度cP368GB/T14074.3-1993貯存期d>30GB/T14074.9-1993膠結(jié)強(qiáng)度MPa0.91 (板材在63°C熱水中浸泡3小時后測量)GB/T 9846-2004甲醛釋放量mg* L"10.352GB/T 17657-1999表2實(shí)施例性能對比
權(quán)利要求
1.一種改性木質(zhì)素，其特征在于按重量份由質(zhì)量百分比濃度為40% -60%木質(zhì)素衍生物水溶液120-160份、醛20-60份、木質(zhì)素改性劑5_30份、木質(zhì)素活化劑0. 2-1. 5份組成；木質(zhì)素衍生物為木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸銨、木質(zhì)素磺酸鎂、堿木質(zhì)素中的一種或兩種以上按任意比的混合；醛為質(zhì)量百分比濃度為-37%的甲醛、38% -40%乙醛、38% -40%乙二醛、 50% -52%戊二醛、40% -42%丙烯醛、38% -40%糠醛中的一種或兩種以上按任意比的混合；木質(zhì)素改性劑為丙烯酰胺、乙二胺、三乙醇胺、三聚氰胺、1，4_ 丁二胺、硫脲、尿素中的一種或兩種以上按任意比的混合；木質(zhì)素活化劑為20% -25%氫氧化鈉水溶液、20% -25%三乙醇胺水溶液、20% -25% 六亞甲基四胺水溶液之一。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性木質(zhì)素的制備方法，其特征在于步驟如下步驟一配制120-160重量份的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40% -60%的木質(zhì)素衍生物水溶液，加入 0. 1-1重量份木質(zhì)素活化劑，放置1-48小時得到步驟一的產(chǎn)物；步驟二 向步驟一的產(chǎn)物中加入20-60重量份的醛，在50°C _85°C反應(yīng)30-120min，期間保持體系的PH值為8. 5-11得到步驟二的產(chǎn)物；步驟三向步驟二的產(chǎn)物中加入5-30重量份的木質(zhì)素改性劑，加入0. 1-0. 5重量份的木質(zhì)素活化劑在50°C -85°C下，反應(yīng)1-5小時；冷卻、出料。
3.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述改性木質(zhì)素的脲醛樹脂，其特征在于按重量份由改性木質(zhì)素10-60份、質(zhì)量百分比濃度35% -37%甲醛水溶液160-208份、尿素120份、堿性催化劑0. 02-0. 05份、酸性催化劑0. 02-0. 05份、甲醛吸附劑0. 05-5份組成；堿性催化劑為質(zhì)量百分比濃度的20% -25%氫氧化鈉水溶液、20% -25%三乙醇胺水溶液、20% -25%六亞甲基四胺水溶液之一；酸性催化劑為質(zhì)量百分比濃度的3 0 % - 3 5 %甲酸水溶液、3 0 % - 3 5 %乙酸水溶液、 5% -10%硫酸水溶液、20% -25%鹽酸水溶液之一；甲醛吸附劑是三聚氰胺、丙烯酰胺、聚乙烯醇、硫脲、苯酚、木質(zhì)素粉、樹皮粉、單寧、淀粉中的一種或兩種以上按任意比的混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脲醛樹脂的制備方法，其特征在于步驟如下(1)在容器中加入160-208重量份的質(zhì)量百分比濃度35%-37%甲醛水溶液，尿素60 重量份，控制加成階段的甲醛與尿素的摩爾比在1.6-2.0，開動攪拌裝置，用堿性催化劑調(diào)節(jié)pH = 9. 0-9. 3，升溫至85°C _95°C，保溫反應(yīng)半小時；(2)用酸性催化劑調(diào)節(jié)pH= 4. 8-5. 2，反應(yīng)IOmin ；(3):再加入20-40重量份的尿素，反應(yīng)5min-20min.，反應(yīng)至終點(diǎn)，加入堿性催化劑調(diào)節(jié) PH 值為 6. 5-7. 5 ；(4)加入10-60重量份的改性木質(zhì)素，在85°C_95°C條件下反應(yīng)10-60min ；(5)降溫至60-80°C，加入剩余的20-40重量份尿素和0.05-5重量份甲醛吸附劑，反應(yīng) 10-40min ；(6)降溫至40°C以下，調(diào)節(jié)pH值在7.0-7. 5之間，冷卻出料。
全文摘要
改性木質(zhì)素、改性木質(zhì)素合成脲醛樹脂及其二者制備方法屬于木材加工所需用的膠黏劑領(lǐng)域。采用弱堿-弱酸-弱堿的工藝合成路線，加成階段控制甲醛和尿素摩爾比，生成合理的結(jié)構(gòu)，在反應(yīng)后期加入改性木質(zhì)素與剩余的羥甲基和游離甲醛發(fā)生反應(yīng)，一定程度上降低了樹脂中亞甲基醚鍵(-CH2-O-CH2-)和羥甲基的含量，降低了樹脂的甲醛釋放量，同時保證有較高的膠結(jié)強(qiáng)度和耐水性。本發(fā)明的脲醛樹脂，工藝簡潔，成本低廉，使用該膠粘劑制備的板材甲醛釋放量達(dá)到E0級標(biāo)準(zhǔn)，并且在熱水蒸煮后能夠保持高的膠合強(qiáng)度。該改性木質(zhì)素合成方法簡單、成本低廉，尤其適用于低摩爾比脲醛樹脂的改性。
文檔編號C09J161/32GK102241826SQ20111011891
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月9日
發(fā)明者劉海春, 葉俊, 李效玉, 王海僑, 邱藤 申請人:北京化工大學(xué)