一種木材用酚醛樹脂膠粘劑的制備方法
【技術領域】：
[0001] 本發明涉及一種膠粘劑，特別是涉及一種木材用酚醛樹脂膠粘劑的制備方法。
【背景技術】：
[0002] 酚醛樹脂，phenolic resin，簡稱PF。酚醛樹脂是酚類與醛類在催化劑作用下形 成樹脂的統稱，酚類主要是苯酚、甲酚、二甲酚、間苯二酚等，醛類主要是甲醛、乙二醛、糠醛 等。1872年德國化學家拜爾首先合成了酚醛樹脂，1907年比利時裔美國人貝克蘭提出酚醛 樹脂加熱固化法，使酚醛樹脂實現工業化生產，1910年德國柏林建成世界第一家合成酚醛 樹脂的工廠，開創了人類合成高分子化合物的紀元。酸、醛的種類、催化劑類別、酚與醛的摩 爾比的不同可生產出多種多樣的酚醛樹脂，包括：線型酚醛樹脂、熱固性酚醛樹脂和油溶性 酚醛樹脂、水溶性酚醛樹脂。固體酚醛樹脂為黃色、透明、無定形塊狀物質，因含有游離酚而 呈微紅色，比重1. 25~1. 30,易溶于醇，不溶于水，對水、弱酸、弱堿溶液穩定。液體酚醛樹 脂為黃色、深棕色液體。在木材加工領域中酚醛樹脂是使用廣泛的主要膠種之一，其用量僅 次于脲醛樹脂，尤其是在生產耐水、耐候性木制品方面酚醛樹脂具有特殊的意義。
[0003] 例如，公開號為CN101870856B、公開日為2012. 07. 18、申請人為牙克石市拓孚林 化制品有限責任公司的中國專利公開了"樹皮粉酚醛樹脂膠粘劑及其制備方法"，其采用 包含亞硫酸鈣在內的堿性催化體系對樹皮粉進行活化處理，然后使用樹皮粉活化處理得 到的產物替代部分苯酚制備而成。該發明的木材用樹皮粉酚醛樹脂膠粘劑粘度為200~ 2000mPa. s，固體含量為40~50%，其中苯酚的替代量為35~55%，其具有質量好、價格便 宜、生產條件要求低、催化劑腐蝕性小、并可利用現有制膠生產設備等優點。不過，該膠粘劑 存在一定的缺陷：耐磨性較差，同時耐熱性和阻燃性不夠理想。
【發明內容】
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[0004] 本發明要解決的技術問題是提供一種木材用酚醛樹脂膠粘劑的制備方法，制備出 的膠粘劑具有較好的耐磨性、耐熱性和阻燃性。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：
[0006] -種木材用酚醛樹脂膠粘劑的制備方法，其步驟如下：
[0007] (1)將碳化硼粉體干燥后加入無水乙醇中，攪拌30份鐘后得到混合液，將混合液 加入KH570的乙醇溶液中，調節ph值為5后90°C下攪拌反應4小時，室溫下靜置24小時， 抽濾后置于ll〇°C的真空干燥箱中干燥24小時，得到改性碳化硼備用；
[0008] (2)按重量份數計，將100份苯酚、70-80份甲醛溶液加入攪拌釜，攪拌均勻后加入 10-15份復合催化劑，加熱至10(TC后恒溫攪拌反應3小時，將2-7份酸性催化劑加入攪拌 釜，繼續恒溫攪拌反應2小時，將9-10份聚芳酯以及5-6份步驟（1)得到的改性碳化硼加 入攪拌釜，繼續恒溫攪拌反應5小時；
[0009] (3)反應停止后靜置5小時，將產物置于80°C的去離子水中洗滌5次，減壓蒸餾脫 水，當溫度升至l〇5°C時停止，自然冷卻至室溫后得到木材用酚醛樹脂膠黏劑。
[0010] 優選地，本發明所述步驟（1)中，碳化硼粉體的純度為90%。
[0011] 優選地，本發明所述步驟（1)中，KH570的乙醇溶液的質量分數為70%。
[0012] 優選地，本發明所述步驟（1)中，碳化硼粉體與KH570的重量比為20:1。
[0013] 優選地，本發明所述步驟（1)中，攪拌速度為1400r/min。
[0014] 優選地，本發明所述步驟（2)中，甲醛溶液的質量分散為36%。
[0015] 優選地，本發明所述步驟（2)中，復合催化劑為醋酸和硫酸銅的混合物。
[0016] 優選地，本發明所述步驟（2)中，酸性催化劑為磷酸。
[0017] 優選地，本發明所述步驟（2)中，攪拌釜的攪拌速度為800r/min。
[0018] 優選地，本發明所述步驟（3)中，減壓蒸餾脫水時的真空度為66mmHg。
[0019] 與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
[0020] (1)碳化硼別名黑鉆石，分子式為B4C，是已知最堅硬的三種材料之一（其他兩種 為金剛石、立方相氮化硼），因此具有極佳的耐磨性，不過其表面為親水性，與親油性的酚醛 樹脂基體之間的相容性較差，因而本發明通過硅烷偶聯劑KH570對其進行改性處理，KH570 的烷氧基部分水解成為硅羥基，與碳化硼粉體表面殘留的硼酸或吸附的羥基發生鍵合反 應，同時KH570之間的硅羥基相互縮聚，在碳化硼粉體的表面形成了偶聯劑包覆膜，將碳化 硼表面的親水性變成了親油性，改善了其與酚醛樹脂之間的相容性，提高了兩者之間的界 面結合強度，碳化硼在基體中可起到隔離對偶面以及承受大部分摩擦載荷的作用，從而大 大降低酚醛樹脂基體受到的磨損，顯著提高膠黏劑的耐磨性；此外，碳化硼的熔點很高，耐 熱性和阻燃性很好，因此還可有效提高膠黏劑的耐熱性和阻燃性。
[0021] (2)聚芳酯的分子結構中含有較密集的苯環，因而具有很好的耐熱性，同時其為自 熄性塑料，具有較高的氧指數和阻燃性，因此與酚醛樹脂形成界面較好的共混后，可進一步 提高膠黏劑的耐熱性和阻燃性。
【具體實施方式】：
[0022] 下面將結合具體實施例來詳細說明本發明，在此本發明的示意性實施例以及說明 用來解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。
[0023] 實施例1
[0024] 木材用酚醛樹脂膠粘劑的制備方法，其步驟如下：
[0025] (1)將純度為90%的碳化硼粉體干燥后加入無水乙醇中，攪拌30份鐘后得到混合 液，將混合液加入質量分數為70%的KH570的乙醇溶液中，碳化硼粉體與KH570的重量比為 20:1，調節ph值為5后90°C下攪拌速度為1400r/min下攪拌反應4小時，室溫下靜置24小 時，抽濾后置于1 l〇°C的真空干燥箱中干燥24小時，得到改性碳化硼備用；
[0026] (2)按重量份數計，將100份苯酚、74份質量分散為36%的甲醛溶液加入攪拌釜， 攪拌均勻后加入12份復合催化劑一一醋酸和硫酸銅的混合物，加熱至100°C后恒溫攪拌反 應3小時，將2份酸性催化劑一一磷酸加入攪拌釜，繼續恒溫攪拌反應2小時，將9. 6份聚 芳酯以及6份步驟（1)得到的改性碳化硼加入攪拌釜，繼續恒溫攪拌反應5小時，攪拌釜的 攪拌速度為800r/min ;
[0027] (3)反應停止后靜置5小時，將產物置于80°C的去離子水中洗滌5次，真空度為 66mmHg下減壓蒸餾脫水，當溫度升至105°C時停止，自然冷卻至室溫后得到木材用酚醛樹 脂膠黏劑。
[0028] 實施例2
[0029] 木材用酚醛樹脂膠粘劑的制備方法，其步驟如下：
[0030] (1)將純度為90%的碳化硼粉體干燥后加入無水乙醇中，攪拌30份鐘后得到混合 液，將混合液加入質量分數為70%的KH570的乙醇溶液中，碳化硼粉體與KH570的重量比為 20:1，調節ph值為5后90°C下攪拌速度為1400r/min下攪拌反應4小時，室溫下靜置24小 時，抽濾后置于1 l〇°C的真空干燥箱中干燥24小時，得到改性碳化硼備用；
[0031 ] (2)按重量份數計，將100份苯酚、75份質量分散為36%的甲醛溶液加入攪拌釜， 攪拌均勻后加入11份復合催化劑一一醋酸和硫酸銅的混合物，加熱至l〇〇°C后恒溫攪拌反 應3小時，將7份酸性催化劑一一磷酸加入攪拌釜，繼續恒溫攪拌反應2小時，將9. 9份聚 芳酯以及5份步驟（1)得到的改性碳化硼加入攪拌釜，繼續恒溫攪拌反應5小時，攪拌釜的 攪拌速度為800r/min ;
[0032] (3)反應停止后靜置5小時，將產物置于80°C的去離子水中洗滌5次，真空度為 66mmHg下減壓蒸餾脫水，當溫度升至105°C時停止，自然冷卻至室溫后得到木材用酚醛樹 脂膠黏劑。
[0033] 實施例3
[0034] 木材用酚醛樹脂膠粘劑的制備方法，其步驟如下：
[0035] (1)將純度為90%的碳化硼粉體干燥后加入無水乙醇中，攪拌30份鐘后得到混合 液，將混合液加入質量分數為70%的KH570的乙醇溶液中，碳化硼粉體與KH570的重量比為 20:1，調節ph值為5后90°C下攪拌速度為1400r/min下攪拌反應4小時，室溫下靜置24小 時，抽濾后置于1 l〇°C的真空干燥箱中干燥24小時，得到改性碳化硼備用；
[0036] (2)按重量份數計，將100份苯酚、70份質量分散為36%的甲醛溶液加入攪拌釜， 攪拌均勻后加入15份復合催化劑一一醋酸和硫酸銅的混合物，加熱至100°C后恒溫攪拌反 應3小時，將5份酸性催化劑一一磷酸加入攪拌釜，繼續恒溫攪拌反應2小時，將9. 1份聚 芳酯以及5.4份步驟（1)得到的改性碳化硼加入攪拌釜，繼續恒溫攪拌反應5小時