环保型单宁呋喃树脂的制备和用于生产浸渍纸的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一类环保型单宁呋喃树脂的制备和用于生产浸渍纸，属木材深加工【技术领域】。该树脂由单宁、水、糠醇、固化剂在室温条件下调制而成，主要原料配比为单宁：水=1:1（重量比），单宁：糠醇=2:1（重量比），固化剂加入量为单宁重量的6～20%。树脂合成工艺主要特征在于单宁和水一次性加入，搅拌均匀，调节pH至7～10,缓慢加入糠醇后得到单宁呋喃树脂。生产浸渍纸工艺为向单宁呋喃树脂中加入一定量的固化剂,湿润剂，脱膜剂，上胶量为150～180g/m2,干燥温度100℃，热压前浸渍纸含水率控制在10～25%。本发明的单宁呋喃树脂为均一的红棕色树脂溶液，稳定性好，性能优异，可用于人造板材的表面覆膜和装饰。
【专利说明】环保型单宁呋喃树脂的制备和用于生产浸渍纸
【技术领域】
[0001]本发明涉及一类环保型单宁呋喃树脂的制备及用于生产浸溃纸的工艺，属木材深加工中人造板表面装饰生产【技术领域】。
【背景技术】
[0002]人造板在建筑、家居建材装饰等领域得到广泛应用，一举成为木制品领域的主流消费品。而绝大部分的人造板并不能直接使用，需要对其表面进行表面覆膜、涂饰或者装饰。据统计，70%的人造板表面装饰由浸溃纸贴面来完成(如强化地板，板式家具，建筑模板等等)，而其它的人造板表面装饰由木质薄单板、热塑性覆膜材料来完成，或者通过喷涂、影印技术来达到表面涂饰的效果。所以，浸溃纸用树脂的制备就显得的至关重要。
[0003]当前生产浸溃纸用树脂主要为合成树脂，即脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂，属于石油化工衍生产品，并且给环境造成一定的压力。前两种树脂在生产浸溃纸时是分开使用或是按不同比例混合使用的，其存在固化现象不明确，固化时间不同步，活性期短，生产出的浸溃纸易吸潮，表面质量不高等缺点。三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂生产出的浸溃纸客服以上缺点，提高了生产效率，降低了成本，能够生产出性能优良的浸溃纸，也是目前生产中使用最多的浸溃用树脂。但是其主要原料来源于石化衍生产品，在石油资源日渐枯竭和环境持续恶化的背景下，开发环保型浸溃用树脂就成为必然。
[0004]浸溃用单宁呋喃树脂是以单宁、水、糠醇为主要原料在固化剂作用下调制而成的天然环保型树脂。该树脂具有优异的性能，且无甲醛释放，其制备的饰面人造板具有足够的耐磨性能，完全能够达到《浸溃纸层压木质地板》国家标准的要求。
[0005]经文献检索，未见与本发明`相同的公开报道。
[0006]参考文献:
1.CN 1616510 A。改性三聚氰胺尿素甲醛共聚树脂的制备和用于生产浸溃纸.2.ArslanMj Simsek 0， Subasi S。 Effects of formwork surface materials onconcrete lateral pressures.Constr Build Mater。2005，19:319 - 3253.3.1stek A, Aydemir D，Aksu S0The effect of decor paper and resin type on thephysical, mechanical, and surface quality properties of particleboards coatedwith impregnated decor papers.BioResources。2010，5 (2):1074 - 1083。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于克服现有技术之不足，而提供一类天然环保型浸溃用单宁呋喃树脂，该树脂稳定性好、性能优异。
[0008]本发明所用的设备为常规设备，不需要额外添加其它设备。
[0009]单宁是植物的水抽提物，是植物体内产生的复杂多酚化合物，是栲胶的主要成分，分为水解类单宁和凝缩类单宁，本专利所涉及的单宁原料为凝缩类单宁。凝缩类单宁由缩聚度不同的类黄酮单元组成的低聚物构成，具有酚类似的化学结构(如图1)，不同树种的单宁，各自所占比例有所不同。
[0010]图1单宁类黄酮单体结构
在碱性条件下，单宁与甲醛或其它醛类可以发生缩聚反应(如图2所示)，同时也发生自缩聚反应(如图3所示)。
[0011]图2单宁和甲醛之间的反应机理
图3碱性条件下单宁发生的自缩合反应通过阳离子缩合反应，糠醇非常容易缩聚成呋喃单体，随之发生两个平行的缩聚反应，I为一个糠醇分子的羟基与另外一个糠醇分子上C5上的氢发生缩聚；11为两个糠醇分子通过羟甲基缩合，如图4所示。
[0012]图4糠醇分子自身的缩合反应在一定条件下，糠醇可以发生自缩合反应及糠醇和单宁之间发生缩聚交联反应，生成可用于浸溃的稳定的单宁呋喃树脂(如图5所示)。
[0013]图5糠醇和单宁之间可能发生的反应 本单宁呋喃树脂的原料配比为:
单宁:水=1:1 (重量比)，
单宁:糠醇=2:1 (重量比)， 用30%的NaOH溶液调节pH值；
制备方法:
a.往容器内加入水和单宁，在机械搅拌作用力充分混匀，用30%NaOH溶液调节单宁水溶液PH值为7~10 ;
b.在持续机械搅拌作用力下缓慢加入一定量的糠醇，搅拌10~20分钟后得到稳定均一的单宁呋喃树脂。
[0014]用于浸溃的单宁呋喃树脂调胶原料配比和调胶配方为:
主要原料配比为:
单宁重量的6~20%的固化剂，0.05%的湿润剂，0.15%的脱膜剂；
制备方法:
a.在单宁呋喃树脂溶液中加入计量的固化剂、润湿剂和脱膜剂，充分搅拌均匀。原纸通过浸溃装置通过已经调好的单宁呋喃树脂，控制上胶量为150~180g/m2 ；
b.浸溃过单宁呋喃树脂的原纸通过不超过100°C的干燥箱，控制最终浸溃纸的含水率在10~25%之间。
[0015]本发明的单宁呋喃树脂为均一的红棕色树脂溶液，稳定性好，性能优异，其制备的浸溃纸具有较好的耐磨、耐冷热循环和耐划痕特性，表面耐香烟灼烧，甲醛释放量接近于零。该浸溃纸可用于人造板材的表面覆膜和装饰。
[0016]【具体实施方式】:
实施例1:
该树脂由单宁、水、糠醇共缩聚成单宁呋喃树脂，加入固化剂，润湿剂和脱膜剂后调制成浸溃用单宁呋喃树脂，其中:
a.往容器内加入100 g水和100 g单宁，在机械搅拌作用力充分混匀，用30% NaOH溶液调节单宁水溶液PH值为7 ;b.在持续机械搅拌作用力下缓慢加入50g糠醇，搅拌10~20分钟后得到稳定均一的单宁呋喃树脂；
c.在单宁呋喃树脂溶液中加入6%的多聚甲醛、0.05%的润湿剂和0.15%的脱膜剂，充分搅拌均匀，原纸通过浸溃装置通过已经调好的单宁呋喃树脂，控制上胶量为160 g/m2；
d.浸溃过单宁呋喃树脂的原纸通过不超过100°C的干燥箱，控制最终浸溃纸的含水率在 10% ο
[0017]实施例2:
该树脂由单宁、水、糠醇共缩聚成单宁呋喃树脂，加入固化剂，润湿剂和脱膜剂后调制成浸溃用单宁呋喃树脂，其中:
a.往容器内加入100g水和100 g单宁，在机械搅拌作用力充分混匀，用30% NaOH溶液调节单宁水溶液PH值为10 ；
b.在持续机械搅拌作用力下缓慢加入50g糠醇，搅拌10~20分钟后得到稳定均一的单宁呋喃树脂；
c.在单宁呋喃树脂溶液中加入6%的六次甲基四胺、0.05%的润湿剂和0.15%的脱膜剂，充分搅拌均匀，原纸通过浸溃装置通过已经调好的单宁呋喃树脂，控制上胶量为160 g/m2 ；
d.浸溃过单宁呋喃树脂的原纸通过不超过100°C的干燥箱，控制最终浸溃纸的含水率在 12%。
[0018]实施例3:` 该树脂由单宁、水、糠醇共缩聚成单宁呋喃树脂，加入固化剂，润湿剂和脱膜剂后调制成浸溃用单宁呋喃树脂，其中:
a.往容器内加入100g水和100 g单宁，在机械搅拌作用力充分混匀，用30% NaOH溶液调节单宁水溶液PH值为7~10 ;
b.在持续机械搅拌作用力下缓慢加入50g糠醇，搅拌10~20分钟后得到稳定均一的单宁呋喃树脂；
c.在单宁呋喃树脂溶液中加入5%的多聚甲醛和20%的甲醛尿素预缩液、0.1%的润湿剂和0.15%的脱膜剂，充分搅拌均匀，原纸通过浸溃装置通过已经调好的单宁呋喃树脂，控制上胶量为180 g/m2 ；
d.浸溃过单宁呋喃树脂的原纸通过不超过100°C的干燥箱，控制最终浸溃纸的含水率在 15%。
[0019]【专利附图】
【附图说明】:
图1是单宁类黄酮单体结构
图2是单宁和甲醛之间的反应机理
图3是碱性条件下单宁发生的自缩合反应
图4是糠醇分子自身的缩合反应
图5是糠醇和单宁之间可能发生的反应。
【权利要求】
1.环保型单宁呋喃树脂的制备和用于生产浸溃纸，由单宁、水、糠醇和固化剂在室温条件下调制而成的低粘度聚合物，其特征在于该树脂中95%的原料都来自于生物质(单宁来自于树皮，糠醇来自于农作物秸杆)，外观为红棕色液体，稳定性好，性能优异。
2.单宁呋喃树脂用于生产浸溃纸的工艺，由此制备的浸溃纸具有较好的耐磨、耐冷热循环和耐划痕特性，表面耐香烟灼烧，甲醛释放量接近于零。
3.权利要求1所述的单宁呋喃树脂，其原料配比和制备方法如下: 主要原料配比为: 单宁:水=1:1 (重量比)， 单宁:糠醇=2:1 (重量比)， 用30%的NaOH溶液调节树脂pH值； a.往容器内加入水和单宁，在机械搅拌作用力充分混匀，用30%NaOH溶液调节单宁水溶液PH值为7~10 ; b.在持续机械搅拌作用力下缓慢加入一定量的糠醇，搅拌10~20分钟后得到稳定均一的单宁呋喃树脂。
4.权利要求2所述的单宁呋喃树脂用于生产浸溃纸的工艺，其调胶原料配比和调胶方法如下: 主要原料 配比为: 单宁重量的6~20 %的固化剂，0.05 %的湿润剂，0.15 %的脱膜剂； a.在单宁呋喃树脂溶液中加入计量的固化剂、润湿剂和脱膜剂，充分搅拌均匀，原纸通过浸溃装置经过已经调好的单宁呋喃树脂，控制上胶量为150~180 g/m2 ； b.浸溃过单宁呋喃树脂的原纸通过不超过1001:的干燥箱，控制最终浸溃纸的含水率在10~25%之间。
【文档编号】D21H17/46GK103881113SQ201410076199
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月4日 优先权日:2014年3月4日
【发明者】周晓剑, 李新军, 杜官本 申请人:西南林业大学