一種酚醛樹脂膠黏劑及其制備方法和使用方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種膠黏劑，具體涉及一種酚醛樹脂膠黏劑及其制備方法和使用方法，屬化工技術領域。
【背景技術】
[0002]酚醛樹脂作為膠黏劑已經有近百年的歷史，是由苯酚和甲醛在催化劑條件下進行縮聚而制成的樹脂。酚醛樹脂膠黏劑具有黏接強度高，耐水，耐熱，耐磨，化學穩定性好等優點。目前我國人造膠合板產業發展迅速，產量世界第一，在生產過程中需要使用大量的膠黏劑，而酚醛樹脂膠黏劑的各種優點也使之成為使用最為廣泛的木材膠黏劑。
[0003]目前酚醛樹脂膠黏劑主要包括兩類:傳統酚醛樹脂膠黏劑和改性的酚醛樹脂膠黏劑。其中傳統的酚醛樹脂膠黏劑主要是苯酚、甲醛在催化劑的條件下進行反應制得，工藝比較簡單，但是生產出的酚醛樹脂中游離苯酚和游離甲醛的含量比較高，容易造成環境污染，并威脅著人們的身體健康;改性的酚醛樹脂膠黏劑主要是將柔韌性好的線性高分子化合物混入酚醛樹脂中或者利用某些粘附性強、耐熱的高分子化合物及單體利用化學方法制成接枝共聚物，如利用三聚氰胺、尿素、聚乙烯醇、間苯二酚、生物質焦油等參與反應，雖然這些反應降低了膠黏劑中游離苯酚和游離甲醛的含量，但是化學試劑消耗種類較多，也在客觀上增加了操作的復雜性和生產成本。
[0004]在酚醛樹脂膠黏劑的制備及使用過程中，除了需要關注黏接強度之外，還要盡可能減少其給環境帶來的污染，降低對人體的危害，并控制生產以及使用成本。酚醛樹脂膠黏劑在應用于膠合板的膠黏過程中，在不影響其使用強度的基礎上，通常會加入部分相對低成本的填料。填料能夠提高膠黏劑的固含量和初粘性，減少透膠和分層鼓泡現象。常用的填料主要有面粉、高嶺土、刨花板砂光粉等，其中以面粉為主。但是近年來，隨著膠合板行業的迅速發展以及面粉價格的不斷上漲，繼續使用面粉作增量物質，是不符合我國國情的，不但造成生產成本居高不下，而且浪費大量的糧食資源。近來有研究采用工業木質素應用于膠黏劑工業中，由于木質素結構中含有酚羥基，可以在一定條件下與甲醛反應，不但降低生產成本，而且可以補集甲醛，大幅降低膠合板甲醛釋放量。目前主要是以工業木質素與面粉互混作為膠黏劑填料。
[0005]然而現有技術至少存在以下缺點:傳統的酚醛樹脂膠黏劑生產工藝中游離甲醛和游離苯酚的含量偏高，不利于其在膠合板的使用。改性的酚醛樹脂生產過程中消耗的化學試劑種類多，容易增加生產成本。膠黏劑使用過程中添加的填料多為面粉，生產成本高且浪費糧食資源。盡管工業木質素逐漸應用于膠黏劑填料的制備，但多與面粉或木粉互混，操作復雜。

【發明內容】

[0006]為了解決現有技術問題，本發明提供一種酚醛樹脂膠黏劑的制備及使用方法，其目的在于利用更簡單的生產工藝，更少的化學品種類生產出游離苯酚含量和游離甲醛含量均低于國家標準中規定數值的環保型酚醛樹脂膠黏劑，然后利用原本為工業廢棄物的木質素作為填料，替代糧食資源面粉，并大幅降低膠合板的甲醛釋放量，不但可以降低生產成本，而且更環保，可生產出El級以上的I類膠合板。
[0007]本發明的技術方案如下:
[0008]根據本發明的一個方面，提供了一種酚醛樹脂膠黏劑，所述酚醛樹脂膠黏劑包括苯酚、甲醛、質量分數為30%的氫氧化鈉溶液，其中苯酚與甲醛的摩爾比為苯酚:甲醛=1:1.5至1:2.0，苯酚的質量與質量分數為30%的氫氧化鈉溶液的體積比為5:1至5:1.5。
[0009]根據本發明的另一個方面，提供了一種酚醛樹脂膠黏劑的制備方法，所述方法包括以下步驟:
[0010](I)將苯酚與質量分數為30 %的氫氧化鈉溶液混合，在270-290rpm的攪拌速度下攪拌，在40-50 °C下加熱并保溫0.5-1小時；
[0011 ] (2)向攪拌均勻的混合液中加入甲醛溶液總量的70 %，0.5小時內加完，調節反應混合液的pH值為9-10，反應0.5-1小時，甲醛加完后調節攪拌轉速為360-400rpm，所述甲醛溶液的質量分數為37-40% ;
[0012](3)將上述溶液升溫至85_95°C，然后再反應1_2小時；
[0013](4) I小時內將剩余的30%的甲醛溶液滴入到步驟3)得到的混合液中，在85-95°C的反應溫度下反應1-2小時，得到符合國家標準的酚醛樹脂膠黏劑。
[0014]根據本發明的另一個方面，提供了一種酚醛樹脂膠黏劑的使用方法，所述方法包括以下步驟:
[0015]在涂覆膠合板單板前，攪拌的情況下，向根據本發明的所述酚醛樹脂膠黏劑中加入填料木質素，基于所述酚醛樹脂膠黏劑的質量，木質素添加量為5至20%，優選為15%。待加入的木質素攪拌均勻后，迅速涂布在膠合板單板上，單板雙面涂膠量為230至312g/m2，優選為300g/m2。熱壓下進行壓板工藝，制備膠合板，其中熱壓壓力0.5至2MP，優選為1MP，熱壓時間300至600秒，優選為420秒，保壓時間240至480秒，優選為320秒，熱壓溫度110至160°C，優選為140 °C。
[0016]根據本發明的另一個方面，提供了一種膠合板，所述膠合板根據本發明的所述酚醛樹脂膠黏劑的使用方法制備，且膠合板的甲醛釋放量低于1.5mg/L，煮沸后測試其膠合強度高于0.7MP。
[0017]有益效果
[0018]本發明實施例提供的技術方案可以簡化生產工藝，減少所用化學品種類，生產出的酚醛樹脂膠黏劑中游離甲醛和游離苯酚含量均低于國家標準中規定的數值;利用原本為工業廢棄物的木質素作為填料，替代糧食資源面粉，不與民爭糧。此外，由于木質素特有的酚型結構可以補集甲醛，能大幅降低膠合板的甲醛釋放量，不但充分利用生物質廢棄資源降低生產成本，而且更加環保低毒，使膠合板行業持續健康發展。
【具體實施方式】
[0019]在根據本發明的酚醛樹脂膠黏劑的制備及使用方法中，首先，在制備酚醛樹脂膠黏劑過程中，與以往文獻相比，簡化了生產工藝，減少所用化學品種類，操作更簡便，并且生產出的酚醛樹脂膠黏劑中游離甲醛和游離苯酚含量均低于國家標準中規定的數值；
[0020]其次，作為填料的木質素的加入時間非常重要，S卩，在酚醛樹脂膠黏劑的制備過程中不加入，也不能在酚醛樹脂膠黏劑制備完成后加入，與酚醛樹脂膠黏劑形成混合物而一起保存，只能在酚醛樹脂膠黏劑使用前加入。這主要是因為在醛樹脂膠黏劑制備過程中加入木質素，會造成操作過程較復雜，并且對于木質素、苯酚、甲醛及其他填料的使用量計算及整個反應體系操作復雜，需要嚴格控制，這樣非常不利于節約成本;而在醛樹脂膠黏劑制備完成后加入木質素，與酚醛樹脂膠黏劑形成混合物而一起保存的情況中，因為酚醛樹脂膠黏劑呈現堿性，木質素在一定的堿性環境下可以進行反應，失去木質素作為填料的屬性，并且會導致酚醛樹脂膠黏劑性能下降。
[0021]另外，作為填料的木質素的加入量也是影響根據本發明的酚醛樹脂膠黏劑的使用效果的重要因素。根據本發明的酚醛樹脂膠黏劑在使用前，基于所述酚醛樹脂膠黏劑的質量，木質素添加量為5至20%，優選為15%。木質素添加量除了受到酚醛樹脂膠黏劑用量的影響外，還可能受到膠合板制備條件的一定影響，例如熱壓溫度、熱壓時間等。但基于操作簡便性的考慮，優選基于所述酚醛樹脂膠黏劑的質量，木質素添加量為5至20%。當所述木質素添加量低于5%時，則由于添加量不足，存在膠黏劑的固含量和初粘性不足，并伴隨透膠和分層鼓泡的不良現象，所制備的膠合板性能達不到國家標準；當木質素添加量高于20%時，則由于添加量過高，膠黏劑與填料不能很好的混合均勻，且涂膠效果不好。
[0022]以下，將結合具體實施例詳細地描述本發明。在進行描述之前，應當理解的是，在本說明書和所附的權利要求書中使用的術語不應解釋為限制于一般含義和字典含義，而應當在允許發明人適當定義術語以進行最佳解釋的原則的基礎上，根據與本發明的技術方面相應的含義和概念進行解釋。因此，這里提出的描述僅僅是出于舉例說明目的的優選實例，并非意圖限制本發明的范圍，從而應當理解的是，在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，可以由其獲得其他等價方式或改進方式。
[0023]以下實施例僅是作為本發明的實施方案的例子列舉，并不對本發明構成任何限制，本領域技術人員可以理解在不偏離本發明的實質和構思的范圍內的修改均落入本發明的保護范圍。
[0024]本發明各實施例所用試劑均為市購產品，其中酚醛樹脂及膠合板性能檢測參考國家標準GB/T 14074-2006,GB/T 17657-2013，GB/T 9846.3-2004。
[0025]制備實施例1:酚醛樹脂的制備
[0026]將94.1Ig苯酚，25ml質量分數為30%的氫氧化鈉溶液和25ml水混合，攪拌，加熱至40 0C，攪拌速度280rp