CN102558468B - 一种竹/木焦油-糠醛热固性树脂及其制备方法 - Google Patents
一种竹/木焦油-糠醛热固性树脂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102558468B CN102558468B CN 201110451131 CN201110451131A CN102558468B CN 102558468 B CN102558468 B CN 102558468B CN 201110451131 CN201110451131 CN 201110451131 CN 201110451131 A CN201110451131 A CN 201110451131A CN 102558468 B CN102558468 B CN 102558468B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bamboo
- furfural
- wood tar
- wood
- thermosetting resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 title claims abstract description 49
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 title claims abstract description 49
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 title claims abstract description 49
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 title claims abstract description 49
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title claims abstract description 21
- 239000011347 resin Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 17
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000002023 wood Substances 0.000 title abstract description 9
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 239000011276 wood tar Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000011269 tar Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 8
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 48
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 16
- 230000006837 decompression Effects 0.000 claims description 12
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 12
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 7
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract description 8
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 4
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 abstract description 3
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 abstract description 3
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 abstract 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 abstract 2
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 abstract 1
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 7
- HXDOZKJGKXYMEW-UHFFFAOYSA-N 4-ethylphenol Chemical compound CCC1=CC=C(O)C=C1 HXDOZKJGKXYMEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920003987 resole Polymers 0.000 description 5
- IXQGCWUGDFDQMF-UHFFFAOYSA-N 2-Ethylphenol Chemical compound CCC1=CC=CC=C1O IXQGCWUGDFDQMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 3
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 2
- -1 aldehyde compound Chemical class 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000001900 immune effect Effects 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 230000003908 liver function Effects 0.000 description 1
- 239000000206 moulding compound Substances 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011120 plywood Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000017854 proteolysis Effects 0.000 description 1
- 230000009325 pulmonary function Effects 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
Abstract
本发明提供了一种竹/木焦油-糠醛热固性树脂，由如下方法制备得到：按焦油与糠醛质量比1∶1.0～1.2将竹/木焦油和糠醛置于反应器中，搅拌均匀，预热至68℃～72℃；加入碱性催化剂使pH为8～11，于85℃～110℃下反应2～5h；所述碱性催化剂质量用量为竹/木焦油质量的7～9％；反应液自然冷却，减压脱水得所述竹/木焦油-糠醛热固性树脂。本发明利用竹/木材加工的副产物竹/木焦油全部取代苯酚与糠醛合成热固性树脂，不仅有助于解决现有酚醛树脂制备过程存在的原料毒性大、环境污染等问题，而且将竹/木炭副产物竹/木焦油变废为宝，充分利用了资源，是制备酚醛类树脂的一条较绿色环保的新途径。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种竹/木焦油-糠醛热固性树脂及其制备方法。
(二)背景技术
酚醛树脂是由酚类与醛类化合物缩聚而成的树脂，其中以苯酚和甲醛缩聚而得的酚醛树脂最为重要，其具有价格低廉、耐热、耐腐蚀、阻燃、燃烧发烟少等优点，广泛用作模塑料、胶黏剂、涂料等。但其缺点是合成原料苯酚是原型质毒物，毒性大，它能使蛋白质降解，使人的神经、肝、肾受到损害；原料甲醛具有强烈的致癌和促癌作用，可导致肺功能、肝功能和免疫功能异常等，对健康和环境都有危害。因此，寻求绿色环保的原料来替代苯酚和甲醛是十分必要的。
竹/木焦油是竹/木炭生产过程中的主要副产物，目前对竹/木焦油的开发利用还很少，很多时候作为废物处理，造成资源浪费。竹/木焦油中含有以酚类为主的近百种有机化合物，这些酚类化合物有很多邻对位没有取代基(如4-乙基苯酚、2，6-二甲氧基苯酚等)，都有可能与醛类发生交联反应；糠醛有活泼的醛基，可以由淀粉为原料制得。因此利用竹/木焦油和糠醛替代苯酚和甲醛合成酚醛树脂的方法，有助于解决现有酚醛树脂原料存在的缺点，是一种切实可行的较绿色环保的树脂制备途径。
(三)发明内容
本发明的目的是利用竹(木)炭生产主要副产物竹(木)焦油全部替代苯酚与糠醛合成热固性树脂。
本发明采用的技术方案是：
一种竹/木焦油-糠醛热固性树脂，由如下方法制备得到：
(1)按焦油与糠醛质量比1∶1.0～1.2将竹/木焦油和糠醛置于反应器中，搅拌均匀，预热至65℃～75℃；
(2)加入碱性催化剂使pH为8～11，于85℃～110℃下反应2～5h；所述碱性催化剂质量用量为竹/木焦油质量的7～9％；
(3)反应结束后反应液自然冷却至45～55℃，减压脱水得所述竹/木焦油-糠醛热固性树脂。
焦油是一种黑色的粘稠液体，是有机物经过加热干馏的产物，本发明竹/木焦油是竹或木材干馏过程的产物，其中酚类与糠醛的摩尔比小于1。
本发明竹/木焦油-糠醛热固性树脂，固体含量为64～72％，粘度为4700～7000mPa·s(25℃)，pH值为8～11，糠醛含量为0.9～1.20％(质量百分比)，固化温度为150～160℃。
本发明还涉及所述的竹/木焦油-糠醛热固性树脂的制备方法，所述方法如下：
(1)按焦油与糠醛质量比1∶1.0～1.2将竹/木焦油和糠醛置于反应器中，搅拌均匀，预热至65℃～75℃；
(2)加入碱性催化剂使pH为8～11，于85℃～110℃下反应2～5h；所述碱性催化剂质量用量为竹/木焦油质量的7～9％；所述碱性催化剂可为碱金属氢氧化物，如氢氧化钠、氢氧化钾等，可以水溶液形式添加到反应器中，水溶液质量浓度为30～50％；
(3)反应结束后反应液自然冷却至45～55℃，减压脱水得所述竹/木焦油-糠醛热固性树脂。
优选的，所述碱性催化剂为质量浓度40％的氢氧化钠水溶液，水溶液中氢氧化钠质量为竹/木焦油质量的7～9％。
优选的，所述氢氧化钠水溶液分批加入反应器中：首先加入催化剂总质量的70～80％，加热至85℃～110℃反应0.5h后，再加入余下的催化剂，于85℃～110℃反应1.5～4h。
优选的，所述步骤(3)减压脱水在真空度0.08～0.09MPa下进行，脱水时间2～3h。
本发明的主要价值主要体现在：本发明利用竹/木材加工的副产物竹/木焦油全部取代苯酚与糠醛合成热固性树脂，不仅有助于解决现有酚醛树脂制备过程存在的原料毒性大、环境污染等问题，而且将竹/木炭副产物竹/木焦油变废为宝，充分利用了资源，是制备酚醛类树脂的一条较绿色环保的新途径。
(四)附图说明
图1为实施例制得的竹焦油-糠醛酚醛树脂IR图谱。
(五)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1：
称取66.58g竹焦油(来自某竹炭加工厂副产物，经FTIR分析，主要含苯酚、4-乙基苯酚、2-乙基苯酚、6-二甲氧基苯酚等酚类化合物)置于250mL三口烧瓶中，再称取66.57g糠醛与上述竹焦油混合，然后称取4.663g NaOH配成质量分数为40％的水溶液。将上述三口烧瓶放入磁力搅拌子，放入70℃的油浴中预热搅拌30min，然后升温至85℃，第一次加入9.32g NaOH溶液，30min后加入剩余的NaOH溶液，之后在85℃温度下反应4h停止加热，自然冷却。
当反应产物温度降至50℃时，在真空度为0.09MPa下减压脱水，减压脱水2h得产物。其产物固体含量为67.7％，粘度为6099mPa·s，pH值为9.7，糠醛含量为1.17％。
实施例2：
称取66.60g竹焦油(同实施例1)置于250mL三口烧瓶中，再称取79.00g糠醛与上述竹焦油混合，然后称取5.322g NaOH配成质量分数为40％的水溶液。将上述三口烧瓶放入磁力搅拌子，放入70℃的油浴中预热搅拌30min，然后升温至95℃，第一次加入10.64g NaOH溶液，30min后再加入剩余的NaOH溶液，之后在95℃温度下反应2h停止加热，自然冷却。
当反应产物温度降至50℃后，在真空度为0.09MPa下减压脱水，减压脱水2h得产物。其产物固体含量为64.3％，粘度为4766mPa·s，pH值为9.7，糠醛含量为1.14％，其IR图谱参见图1。
实施例3：
称取64.73g木焦油(来自某木炭加工厂副产物，经FTIR分析，主要含苯酚、4-乙基苯酚、2-乙基苯酚、6-二甲氧基苯酚等酚类化合物)置于250mL三口烧瓶中，再称取71.20g糠醛与上述木焦油混合，然后称取5.176g NaOH配成质量分数为40％的水溶液。将上述三口烧瓶放入磁力搅拌子，放入70℃的油浴中预热搅拌30min，然后升温至105℃，第一次加入10.35g NaOH溶液，30min后加入剩余的NaOH催化剂，之后在105℃温度下反应3h停止加热，自然冷却。
当反应产物温度降到50℃时开始在真空度为0.09MPa下减压脱水，减压脱水2h得产物。其产物固体含量为71.4％，粘度为6987mPa·s，pH值为10.1，糠醛含量为0.94％。
实施例4：
称取40.00g实施例1所制得的竹焦油-糠醛树脂均匀涂布在三层(四面)25cm×25cm的木板上，采用热压法制胶合板。热压条件：涂胶预压0.5h，压力为2.7MPa，温度为140～150℃，热压时间为4min(1min/mm)。所得胶合板按照GB/T 17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》的要求，检测试件的胶合强度，所得胶合板胶合性能良好。
Claims (5)
1.一种竹/木焦油-糠醛热固性树脂，由如下方法制备得到：
（1）按焦油与糠醛质量比1:1.0～1.2将竹/木焦油和糠醛置于反应器中，搅拌均匀，预热至65℃～75℃；
（2）加入碱性催化剂使pH为8～11，于85℃～110℃下反应2～5h；所述碱性催化剂质量用量为竹/木焦油质量的7～9%；
（3）反应液自然冷却至45～55℃，减压脱水得所述竹/木焦油-糠醛热固性树脂。
2.如权利要求1所述的竹/木焦油-糠醛热固性树脂的制备方法，所述方法如下：
（1）按焦油与糠醛质量比1:1.0～1.2将竹/木焦油和糠醛置于反应器中，搅拌均匀，预热至65℃～75℃；
（2）加入碱性催化剂使pH为8～11，于85℃～110℃下反应2～5h；所述碱性催化剂质量用量为竹/木焦油质量的7～9%；
（3）反应液自然冷却至45～55℃，减压脱水得所述竹/木焦油-糠醛热固性树脂。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述碱性催化剂来自质量浓度40%的氢氧化钠水溶液，水溶液中氢氧化钠质量为竹/木焦油质量的7～9%。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述氢氧化钠水溶液分批加入反应器中：首先加入催化剂总质量的70～80%，加热至85℃～110℃反应0.5h后，再加入余下的催化剂，于85℃～110℃反应1.5～4h。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述步骤（3）减压脱水在真空度0.08～0.09MPa下进行，脱水时间2～3h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110451131 CN102558468B (zh) | 2011-12-29 | 2011-12-29 | 一种竹/木焦油-糠醛热固性树脂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110451131 CN102558468B (zh) | 2011-12-29 | 2011-12-29 | 一种竹/木焦油-糠醛热固性树脂及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102558468A CN102558468A (zh) | 2012-07-11 |
| CN102558468B true CN102558468B (zh) | 2013-07-17 |
Family
ID=46405187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201110451131 Expired - Fee Related CN102558468B (zh) | 2011-12-29 | 2011-12-29 | 一种竹/木焦油-糠醛热固性树脂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102558468B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103289718B (zh) * | 2013-07-02 | 2015-09-09 | 西北大学 | 一种中低温煤焦油制备脱酚油和酚醛树脂的方法 |
| CN109609111B (zh) * | 2018-12-27 | 2021-04-06 | 长江大学 | 一种木焦油树脂固砂剂及其制备方法和应用 |
| CN111793488B (zh) * | 2019-04-08 | 2022-12-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 木焦油化学防砂剂、其制备方法及应用 |
| CN111852362A (zh) * | 2019-04-28 | 2020-10-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种稠油热采化学防砂方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100497422C (zh) * | 2007-05-25 | 2009-06-10 | 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 | 用于模塑料的木质素改性糠醛苯酚树脂及其制备方法 |
| CN101717491B (zh) * | 2009-11-20 | 2011-09-14 | 北京化工大学 | 一种用竹焦油制备缩合多环芳烃树脂的方法 |
-
2011
- 2011-12-29 CN CN 201110451131 patent/CN102558468B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102558468A (zh) | 2012-07-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2925661C (en) | A method for increasing the reactivity of lignin | |
| FI126737B (en) | Process for treating lignin and preparing a binder composition | |
| EP2784218B1 (en) | Granulation-free ecological plate high-pressure decorative surface material and manufacturing method thereof | |
| FI126736B (en) | A process for treating lignin and preparing a binder composition | |
| CN102558468B (zh) | 一种竹/木焦油-糠醛热固性树脂及其制备方法 | |
| CN105754527A (zh) | 一种含脱甲基化木质素酚醛树脂胶黏剂及其制备方法 | |
| CN103878858A (zh) | 一种无醛竹木纤维板的制作方法 | |
| El Mansouri et al. | Preparation and characterization of phenol-formaldehyde resins modified with alkaline rice straw lignin | |
| CN102848447A (zh) | 中密度纤维板的制作方法 | |
| CN103254842A (zh) | 一种改性淀粉木材胶粘剂及其制备方法和应用 | |
| Lin et al. | Study on preparation and properties of phenol-formaldehyde-chinese fir liquefaction copolymer resin | |
| Sui et al. | Use of sustainable glucose and furfural in the synthesis of formaldehyde‐free phenolic resole resins | |
| CN104130733B (zh) | 高耐水性的改性生物质液化树脂胶粘剂的制备方法 | |
| Yi et al. | Preparation of bio-oil-phenol-formaldehyde resins from biomass pyrolysis oil | |
| FI57431C (fi) | Foerfarande foer framstaellning av ligninharts | |
| CN107325766A (zh) | 低醛高防潮刨花板胶粘剂的生产工艺及其应用 | |
| CN103725233B (zh) | 一种低甲醛释放的木质素基脲醛树脂胶粘剂的制备方法 | |
| Xu et al. | Lignin-based phenol–formaldehyde (LPF) resins/adhesives | |
| CN111944464B (zh) | 一种改性酚醛树脂胶黏剂及其制备方法和应用 | |
| Papadopoulou et al. | Urea-formaldehyde (UF) resins prepared by means of the aqueous phase of the catalytic pyrolysis of European beech wood. COST Action FP1105 | |
| Ferreira et al. | Effect of spent sulfite liquor on urea–formaldehyde resin performance | |
| CN107151299B (zh) | 一种用于砂型铸造的清香型改性酚醛树脂及其制备方法 | |
| CN102134280A (zh) | 生物质酚醛树脂及其制备 | |
| CN101786286B (zh) | 一种改性酶解木质素复合板的制造方法 | |
| JP2006348271A (ja) | タンニン系接着剤、それを用いた木質系複合材料およびこの木質系複合材料の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130717 Termination date: 20201229 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |