一种竹材适用型复合胶黏剂及其制备方法与应用与流程

本发明涉及竹材胶合，尤其涉及一种竹材适用型复合胶黏剂及其制备方法与应用。

背景技术：

1、竹子具有生长快、成材早、产量高、一次造林可以持续利用等优点，竹材一般指竹类木质化茎秆部分，具有强度高、韧性好的特点，能够用于建筑材料、运输竹筏，输液管道，用于制造复合板、纤维板等，还可以加工成文具、乐器、农具、工艺美术品等。近年，各国对环境保护的重视程度不断增加、天然林禁伐政策实施，木材供应在不断地降低，竹材的合理利用与开发越来越受到重视。

2、竹材的工业化生产利用包括竹材集成材、竹材刨花板、竹材纤维板等，都与竹材表面的胶合性能息息相关，目前大部分竹材胶合过程中采用的胶种以及工艺方法大多仍采用木材胶合中所采用的工艺和方法。虽然竹材与木材的化学成分基本相同，但竹材的组织结构与木材有着较大的差别，由于这种组织结构上的差别导致竹材的表面性质如湿润性、渗透性、表面粗糙度、表面化学成分等都与木材有着较大的差异，竹材的胶合性能与木材的胶合性能存在着较大差异；竹材的组织结构紧密、质地坚韧，其润湿性和渗透性都比木材差，而且因为木材的硬度大，胶合后应力大，采用木材加工常用的酚醛树脂(pf)胶合竹材，其胶合效果差，一般通过改善竹材的表面特性或者对胶黏剂进行改性来提高竹材的胶合性能，改善竹材的表面特性一般需要对竹材进行浸泡处理，会增加竹材制品的制备工序。改善竹材的胶合性能对于竹材的应用至关重要，本发明旨在开发适用于竹材的胶黏剂，无需对竹材进行表面处理，提升竹材的胶合性能，对于推动竹材的应用具有重要意义。

技术实现思路

1、针对以上不足，本发明提供一种竹材适用型复合胶黏剂，有利于提升竹材的胶合性能，具体技术方案如下：

2、一种竹材适用型复合胶黏剂，所述复合胶黏剂由酚醛树脂和异氰酸酯组成，以树脂固含量计所述酚醛树脂和异氰酸酯(pmdi)的质量比为1～2:1～2，所述酚醛树脂的制备方法包括以下步骤：

3、(1)将氢氧化钠溶解于水中，并冷却备用；

4、(2)在反应容器中加入熔化的苯酚，然后加入氢氧化钠溶液，控制温度在50℃以下，加入第一次甲醛溶液，反应放热，控制温度不高于80℃，保持8～12min；

5、(3)将温度控制在70℃～75℃，加入第二次甲醛溶液，调整温度至80℃±2℃，保温35～45min；

6、(4)加入第三次甲醛溶液，在80℃保温8～12min，升温至100±5℃保持8～12min；

7、(5)降温至87℃±2℃，每隔10min测定一次粘度至合格，合格粘度要求涂-4杯达35s或旋转粘度计cp＝180-200mpa.s，即可出料；

8、所述甲醛总摩尔量与所述苯酚摩尔量比为1.2～2.2:1，所述第一次甲醛溶液、第一次甲醛溶液、第三次甲醛溶液加入量比为60～65:32～37:2～4。

9、本发明的技术方案中，通过优化酚醛树脂的制备方法调控酚醛树脂的分子量和交联密度，将制备得到酚醛树脂和异氰酸酯混合用于竹材的胶合，酚醛树脂和异氰酸酯相互配合，对竹材具有好的渗透性和润湿性，能够显著提升竹材的胶合性能；酚醛树脂的制备方法中，甲醛分三次投料，可以更好地控制反应速率，有助于减少副反应的发生，提高目标产物的纯度和质量，确保所得到的脲醛树脂具有更好的性能和稳定性，可以更有效地利用反应热，减少温度过高导致的副反应和热失控的风险，第一阶段加入的甲醛是合成多羟甲基酚的主要时间段，在第一次加入甲醛后反应放热升温，控制反应温度不高于80℃，有利于调控酚醛树脂的分子量，降低能耗，提高生产效率。

10、优选的，上述的竹材适用型复合胶黏剂中，所述酚醛树脂和异氰酸酯的质量比为1:1。

11、优选的，上述的竹材适用型复合胶黏剂中，所述氢氧化钠、水与所述苯酚的质量比为30～35:42～48:110。

12、优选的，上述的竹材适用型复合胶黏剂中，所述甲醛总摩尔量与所述苯酚摩尔量比为1.5～2.1:1。

13、优选的，上述的竹材适用型复合胶黏剂中，所述甲醛总摩尔量与所述苯酚摩尔量比为2:1。

14、优选的，上述的竹材适用型复合胶黏剂中，所述第一次甲醛溶液、第一次甲醛溶液、第三次甲醛溶液加入量比为63:34:3，所述甲醛溶液质量百分比浓度为37％。

15、一种上述的竹材适用型复合胶黏剂的制备方法中，包括：按质量比将所述酚醛树脂与异氰酸酯混合，搅拌5min～30min，得到竹材适用型复合胶黏剂。

16、上述的竹材适用型复合胶黏剂在制备竹材制品中的应用。

17、优选的，上述的应用中，包括制备竹材集成材、竹材刨花板、竹材纤维板或竹材与木材复合板。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、1.本发明的竹材适用型复合胶黏剂，优化酚醛树脂的制备，调控酚醛树脂的分子量和交联密度，制备得到的酚醛树脂和异氰酸酯混合复合作为竹材适用型复合胶黏剂，酚醛树脂和异氰酸酯相互协同配合，改善对竹材渗透性和润湿性，显著提升竹材的胶合性能。测试结果表明，本发明制备的酚醛树脂和异氰酸酯复配得到的竹材适用型复合胶黏剂相较于单一酚醛树脂或异氰酸酯，胶合强度提高62％以上，而且优化酚醛树脂和异氰酸酯配比使胶合性能显著提升，有利于推动竹材的应用和发展。

技术特征：

1.一种竹材适用型复合胶黏剂，其特征在于，所述复合胶黏剂由酚醛树脂和异氰酸酯组成，以树脂固含量计所述酚醛树脂和异氰酸酯的质量比为1～2:1～2，所述酚醛树脂的制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的竹材适用型复合胶黏剂，其特征在于，所述酚醛树脂和异氰酸酯的质量比为1:1。

3.根据权利要求1所述的竹材适用型复合胶黏剂，其特征在于，所述氢氧化钠、水与所述苯酚的质量比为30～35:42～48:110。

4.根据权利要求1所述的竹材适用型复合胶黏剂，其特征在于，所述甲醛总摩尔量与所述苯酚摩尔量比为1.5～2.1:1。

5.根据权利要求4所述的竹材适用型复合胶黏剂，其特征在于，所述甲醛总摩尔量与所述苯酚摩尔量比为2:1。

6.根据权利要求1所述的竹材适用型复合胶黏剂，其特征在于，所述第一次甲醛溶液、第一次甲醛溶液、第三次甲醛溶液加入量比为63:34:3，所述甲醛溶液质量百分比浓度为37％。

7.一种如权利要求1～6任一项所述的竹材适用型复合胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括：按质量比将所述酚醛树脂与异氰酸酯混合，搅拌5min～30min，得到竹材适用型复合胶黏剂。

8.如权利要求1～6任一项所述的竹材适用型复合胶黏剂在制备竹材制品中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，包括制备竹材集成材、竹材刨花板、竹材纤维板或竹材与木材复合板。

技术总结本发明涉及竹材胶合技术领域，具体公开了一种竹材适用型复合胶黏剂，以树脂固含量由质量比为1～2:1～2的酚醛树脂和异氰酸酯组成，酚醛树脂的制备方法包括：在反应容器中先后加入熔化的苯酚、氢氧化钠溶液，控制温度在50℃以下，加入第一次甲醛溶液，控制温度不高于80℃，保持8～12min；将温度控制在70℃～75℃，加入第二次甲醛溶液，调整温度至80℃±2℃，保温35～45min；加入第三次甲醛溶液，在80℃保温8～12min，升温至100±5℃保持8～12min。本发明的竹材适用型复合胶黏剂，优化酚醛树脂的制备，调控酚醛树脂的分子量和交联密度，采用制备得到酚醛树脂和异氰酸酯混合复合，酚醛树脂和异氰酸酯相互协同配合，改善对竹材渗透性和润湿性，显著提升竹材的胶合性能。技术研发人员：刘明,苏昕龙,唐运表,陈聪,许瀚,党宝康,孙庆丰,李朝平受保护的技术使用者：广西丰林木业集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20