专利名称：用针叶材全树皮制胶粘剂的方法
技术领域：
本发明涉及一种树皮制胶粘剂。
制造胶合板是改善木材性能，提高木材利用率的重要途径。传统胶合板工业用胶粘剂是合成的酚醛树脂和脲醛树脂。由于合成的酚醛树脂和脲醛树脂原料来源短缺，价格高以及能耗高等原因，国内外都在研究利用天然胶粘剂，以部分代替合成树脂的办法。较早开发的是从含单宁量高的树皮中浸提出单宁，然后与酚醛树脂缩合而制造单宁-酚醛树脂胶。
黑龙江省林产工业研究所姚忻等人在《林业科技》Vol.16，No.2(1991)报道了一种落叶松树皮抽出物和酚醛树脂胶混合制造单宁-酚醛树脂胶，用作胶合板胶粘剂。
中国林业科学研究院张英伯等在《林产化学与工业》No.2(1981)P1-10报道了用稀碱浸提落叶松树皮，所得的浸提物加少量多聚甲醛和石腊调胶，制成胶粘剂，用来压制刨花板。该工艺需首先从树皮中提取单宁，然后制胶的工艺对于树皮中含单宁成份较高的树种，例如落叶松等是可行的。但是浸提工序繁复，树皮的利用率低，成本高，废渣很难处理。
美国专利No.4045386公开了一种碱处理的树皮，单宁和甲醛组成的树脂胶的制作工艺，树皮经碱处理后，用酸调PH值至5-7，然后加到单宁溶液中，并加入多聚甲醛和面粉。这种胶粘剂可用于压制普通胶合板，但所用单宁还是要预先从树皮中提取。
美国专利No.4169077公开了一种碱树皮改性酚醛树脂的制造方法，首先把树皮、水、苯酚、甲酚和总碱量三分之一的碱混合在一起，反应至粘度达1000厘泊，再加入总碱量三分之一的碱反应一段时间，冷却至室温，再加入其余三分之一的碱。如此制作的胶粘剂适合于压制各种单板的胶合板。但胶粘剂中的游离酚很难控制。
本发明的目的是提供一种适合于利用中国针叶材，特别是马尾松和杉木全树皮制造胶粘剂的方法。
本发明的详细内容说明如下。
本发明适用的原料是针液材全树皮，包括油松，红松，马尾松，云南松，海南松，华山松，落叶松，红杉，柳杉，杉木等树种的全树皮。
本发明的方法由下列步骤组成。
(1)、在常压下，把经过晒干，粉碎，过筛，粒度为80-200目的针叶材全树皮粉与碱和水按重量比为1∶(0.20～0.45)∶(2～6)的比例混合。所说的碱可以是NaOH，KOH或Na2CO3，最好是NaOH。也可以预先把碱溶在水中，配成水溶液，然后与树皮粉混合，再在搅拌下加热至92～98℃，反应2～5小时。
(2)、下面A、B、C三个步骤都可以做为步骤(1)的后续步骤，制备本发明的中间体树皮胶。
A、将步骤(1)的物料冷却至65～40℃，加入醛类化合物，所说的醛类化合物是甲醛，多聚甲醛，乙醛或糠醛，最好是甲醛。加入的醛类化合物与针叶材全树皮粉的重量比是(0.05～0.20)∶1，反应15-30分钟，制成树皮胶;
B、将步骤(1)的物料冷却至60～70℃，再加入氨基化合物，并搅拌反应10-20分钟，所说的氨基化合物是尿素，硫脲，三聚氰胺或苯胺，最好是尿素。加入的氨基化合物与针叶材全树皮粉的重量比是(0.03～0.12)∶1。再把反应物料冷却至40～50℃，加入醛类化合物，所说的醛类化合物是甲醛，多聚甲醛，乙醛或糠醛，尤其合适的是甲醛。加入的醛类化合物与全树皮粉的重量比是(0.1～0.35)∶1，继续搅拌反应15-25分钟，制成树皮胶。
C、将步骤(1)的物料冷却至40℃，加入脲醛预缩体，加入的脲醛预缩体与针叶材全树皮粉的重量比是(0.1～0.3)∶1，然后升温至50～70℃，反应15-30分钟，再冷却至40℃，制成树皮胶。所说的脲醛预缩体是尿素与甲醛按摩尔比1∶(1.5～5)，在20-30℃下，PH值9.0～10.0，反应8小时而制得的。
(3)、将步骤(2)所得的树皮胶在常温下与水溶性酚醛树脂按重量比1∶(0.25～4)混合搅拌即得本发明的胶粘剂。也可以加入少量其它填充剂，如面粉，糊精，豆粉，血粉，羧甲基纤维素等，加入量为混合物总量的0%～10%。
本发明的胶粘剂适合于压制室外用人造板用胶，具有耐水性能好，游离酚含量极低(0-0.22%)，环境污染小，制造工艺简单，原料树皮利用率高和成本低的特点。
下面用实施例对本发明做进一步说明。
实施例1粒度为100～120目的马尾松全树皮粉245克和NaOH110克，水623克搅拌混合，在95℃下加热反应3小时，然后冷却至40℃，再加30克脲醛预缩体，升温至60℃，反应20分钟，再冷却至40℃，制成树皮胶。
脲醛预缩体是100克浓度37%的甲醛，加37克尿素，用NaOH调节PH为9.5，在30℃下反应8小时而制得的。
所得树皮胶为黑褐色粘稠液，固体含量29.8%，粘度10.5Pa·S，PH值13.2。
取50克上述树皮胶加50克水溶性酚醛树脂，搅拌均匀，用于压制三张三层胶合板，板的规格为300×300×4(mm3)，涂胶量300克/m2(双面)，热压温度140℃，压力1.4MPa，热压时间4分钟。板按国家标准GB9846.1-12-88制取试件，并按Ⅰ类胶合板快速检验方法(即试件在沸水中煮3小时，测得结果再乘以系数0.9)检验，36个试件的胶合强度全部大于0.80MPa，平均1.56MPa，超过国家标准规定的指标。
实施例2165克粒度为80～100目的杉木树皮粉加826克浓度6%的NaOH水溶液，在95℃反应5小时，冷却至35℃，加入脲醛预缩体15克，升温至70℃，反应15分钟，再冷却至40℃，制成树皮胶。
脲醛预缩体的制备方法同实施例1。
所得树皮胶为黑褐色粘稠液，固体含量25.2%，粘度8.6Pa·S，PH值12.7。
取上述树皮胶60克加40克水溶液酚醛树脂，2克面粉，搅拌均匀，用于压制胶合板，压板工艺和检验方法如实施例1，所得试件平均胶合强度1.31MPa，超过国家的指标值。
实施例3粒度80～100目的马尾松树皮粉185克加780克浓度为8%的NaOH水溶液，在92℃下反应4小时，冷却至70℃，加9克尿素，搅拌20分钟，再冷却至50℃，加28克甲醛，搅拌20分钟，再冷却至40℃，制成树皮胶。
所得树皮胶固体含量26.9%，粘度9.6Pa·S，PH值为12.9。
取上述树皮胶65克加35克水溶性酚醛树脂，搅拌均匀，用于压制胶合板，压板工艺和检验方法如同实施例1，结果试件平均胶合强度1.43MPa，超过国家规定指标。
实施例4185克粒度为100～120目的马尾松树皮粉，加796.5克浓度10%的KOH水溶液，在95℃反应30分钟，冷却至65℃，加入18.5克浓度37%的甲醛，反应30分钟，冷却至40℃，制成树皮胶。
所得树皮胶为黑褐色粘稠液，固体含量27.1%，粘度9.0Pa·S，PH＝12.9贮存期(20℃)7天。
取上述树皮胶50克，加50克水溶性酚醛树脂，搅拌均匀，用于压制胶合板，压板工艺和检验方法如实施例1，所得试件平均胶合强度1.28MPa，超过国家标准规定的指标值。
实施例5185克粒度为100～120目的马尾松树皮粉加782克浓度10%的氢氧化钠，在95℃反应4小时，冷却至45℃，加入36克浓度37%的甲醛，反应25分钟，制成树皮胶。
所得树皮胶为黑褐色粘稠液，固体含量27.2%，粘度9.2Pa·S，PH＝12.9，贮存期(20℃)4天。
取上述树皮胶50克，加50克水溶性酚醛树脂，搅拌均匀，用于压制胶合板，压板工艺和检验方法如实施例1，所得试件平均胶合强度1.36MPa，超过国家标准规定的指标值。
权利要求
1.一种用碱处理针叶材全树皮制胶粘剂的方法，其特征是所说的方法由下列步骤组成(1)、在常压下，把经过晒干，粉碎，过筛，粒度为80～200目的针叶材全树皮粉与碱和水按重量比为1∶(0.20～0.45)∶(2～6)的比例混合，搅拌下加热至92～98℃，反应2-5小时；(2)、从下面A.B.C步骤中选取一种，作为步骤(1)的后续步骤，制备树皮胶A、将步骤(1)的物料冷却至65～40℃，加入醛类化合物，加入的醛类化合物与针叶材全树皮粉的重量比是(0.05～0.20)∶1，反应15-30分钟，制成树皮胶；B、将步骤(1)的物料冷却至60～70℃，加入氨基化合物，并搅拌反应10-20分钟，加入的氨基化合物与针叶材全树皮粉的重量比是(0.03～0.12)∶1；再把物料冷却至40～50℃，加入醛类化合物，加入的醛类化合物与全树皮粉的重量比是(0.1～0.35)∶1，继续搅拌反应15-25分钟，制成树皮胶；C、将步骤(1)的物料冷却至40℃，加入脲醛预缩体，加入的脲醛预缩体与针叶材全树皮粉的重量比是(0.1～0.3)∶1，然后升温至50～70℃，反应15-30分钟，再冷却至40℃，制成树皮胶；(3)、步骤(2)所得的树皮胶在常温下与水溶性酚醛树脂按重量比1∶(0.25～4)混合搅拌，制成胶粘剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所说的碱是NaOH，KOH或Na2CO3，最好是NaOH。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所说的氨基化合物是尿素，硫脲，三聚氰胺或苯胺，最好是尿素。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所说的醛类化合物是甲醛，多聚甲醛，乙醛或糠醛，最好是甲醛。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是所说的脲醛预缩体是尿素与甲醛按摩尔比1∶(1.5～5)，在20～30℃下，PH值9～10，反应8小时而制得的。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征是可加入填充剂，所说的填充剂为面粉，糊精，豆粉，血粉或羧甲基纤维素，填充剂加入量为混合物总量的0%～10%。
全文摘要
本发明涉及一种用碱处理针叶材全树皮制胶粘剂的方法。它将树皮粉、碱和水混合，经搅拌加热回流后冷却，即加入氨基化合物和醛类化合物或脲醛预缩体或醛类化合物经反应后冷却，所得的树皮胶在常温下与水溶性酚醛树脂混合搅拌即得胶粘剂。它适合于压制室外用人造板用胶，具有耐水性能好，游离酚含量极低，环境污染小，制造工艺简单，原料树皮利用率高和成本低的特点。适合于中国的针叶材，尤其是马尾松和杉木全树皮。
文档编号C09J197/02GK1088243SQ92114949
公开日1994年6月22日 申请日期1992年12月12日 优先权日1992年12月12日
发明者林巧佳, 何修善, 黄儒珠, 施权陆, 吴纯初, 程捷 申请人:福建林学院