一种利用造纸黑液制备复合生物质胶黏剂的方法
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种利用造纸黑液制备复合生物质胶黏剂的方法，属于胶黏剂技术领域。
【背景技术】
[0002]我国是少林的国家，木材供需间存在着较大的矛盾，解决这一矛盾的重要途径，是必须大力发展以人造板为中心的复合板材的生产和利用。用脲醛树脂胶粘剂生产1立方米刨花板，可以代替3.2立方米原木制成的板材；而用脲醛树脂胶粘剂生产1吨纤维板，可以代替5.3立方米原木制板材。即胶粘剂对提高木材利用率意义重大；同时，木材工业对胶粘剂的消耗量也是巨大的，在人造板、胶合板、夹心板、空心板、缝纫机台板、木塑复合材料、木合金板等复合板材方面都要采用大量的胶粘剂。例如:生产15000立方米胶合板需胶粘剂1500 吨。
[0003]由此可见，在复合板材的生产中要消耗大量的胶黏剂，而在这些胶黏剂中使用最多的是脲醛树脂胶黏剂，它具有较好的粘接性能，其粘强强度比动、植物胶高，耐光性好而适用于木材、胶合板、层压板及竹木制品等复合板材的粘胶生产，更重要的是其价格比较低而被广泛应用。而这些复合板材制品又被广泛地用在人们长期居住、生活的家庭和办公室等场所。但是，这些胶黏剂或复合板材制品中存在着一定量的游离甲醛，例如，脲醛树脂胶粘剂中的游离甲醛含量高达5?7%，因其在生产加工和使用过程中放出有毒气体一甲醛，严重污染损害人们的身体健康，在使用上应该受到很大的限制。但是，目前仍然还无法有效地限制其使用，且已发展到了无法控制的局面。因此，研制开发、应用推广低甲醛含量复合板材用胶粘剂成为当务之急，且显得十分必要。
【发明内容】
[0004]本发明主要解决的技术问题:针对目前工业使用的胶黏剂最多的为脲醛树脂胶黏剂，它虽然粘接性能、耐光性比较好，但是会在生产或者使用过程中放出有毒气体甲醛，污染了环境，损害了人体健康的问题，提供了一种利用造纸黑液制备复合生物质胶黏剂的方法。该方法首先通过对造纸黑液进行预处理，去除其中的大颗粒杂质，然后将其与冰醋酸、聚丙烯酰胺等混合，得到含有木质素的混合物，在将其与氨水、二甲基甲酰胺等混合得改性木质素混合物，将改性木质素混合物与淀粉搅拌，放入容器内，向其中加入过硫酸铵、N，N- 二甲基甲酰胺等物质，进行反应，得到复合生物质胶黏剂。不仅制成的胶黏剂环保安全，不含有任何危害人体的甲醛存在，而且以造纸黑液为原材料，废物利用，降低了成本，保护了环境。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
(1)取1?3L造纸黑液放入容器中，向其中加入质量分数为25%的盐酸溶液调节pH为7.0?7.5，加热至造纸黑液沸腾，保持温度1?3h，然后向其中加入100?300mL无水乙醇搅拌均匀，静置30?40min后过滤； (2)将上述所得的过滤液与冰醋酸按体积比3:1进行混合，将所得的混合液放入密闭容器中，向其中加入100?300g聚丙烯酰胺及200?300mL质量分数为60%的盐酸溶液，搅拌溶解，直至混合均匀，然后使用二氧化碳对其进行密封，排出容器内的空气，搅拌直至容器内混合物不再膨胀，过滤得过滤物；
(3)把上述所得的过滤物与质量分数为30%的氨水，按固液比1:3进行混合，然后将所得的混合放入容器中，再向其中加入140?230mL 二甲基甲酰胺搅拌均匀，静置15?25min后，进行离心分离，取上清液放入喷雾干燥机中进行喷雾干燥，收集干燥物，得改性木质素混合物；
(4)取300?400g所得的改性木质素混合物放入容器中，向其中加入50?80g淀粉，混合均匀，然后向其中加入150?180g过硫酸铵，使用质量分数为4?8%的N，N- 二甲基甲酰胺水溶液浸泡混合物，将容器置于水浴中进行加热至60?70°C，搅拌1?3h后，向其中加入150?200mL醋酸乙烯酯，静置陈化5?10h ;
(5)待上述静置结束后向其中分别加入130?170mL4-叔丁酚，80?120mL质量分数为60%的氢氧化钠溶液，搅拌30?40min后，再向其中加入60?90mL柑青醛，升温至80?90°C，加入50?100g氧化锌进行催化，使用氮气进行保护，搅拌1?3h ;
(6)在上述搅拌结束后，降至室温，向其中加入30?60g硅烷偶联剂，搅拌均匀，然后再向其中加入40?80g尿素，在温度为68?78°C下，搅拌30?40min后，降至室温，即可得到复合生物质胶黏剂。
[0006]本发明的应用方法是:使用时，将本发明制成的生物质胶黏剂倒入涂胶机上后，把烘干整理好的中板送到涂胶机上进行涂胶，涂胶量控制在100?120g/m2，之后将涂好胶的多层中板装入预压机上进行预压，预压之后再放入热压机上热压，设置热压压力为4?8MPa，热压温度为110?145°C，热压10?15s后取出，最后将板材成品进行检测，测得游离甲醛含量从5?7%降低到了 0.8?1.2%，去除率高达84%以上，达到优等品的要求。
[0007]本发明的有益效果是:
(1)本发明制成的胶黏剂环保安全，粘接效果显著，且不含有任何危害人体的甲醛存在，对于环境没有任何危害；
(2)本发明以造纸黑液为原材料，废物利用，降低了生产成本，保护了环境。
【具体实施方式】
[0008]首先取1?3L造纸黑液放入容器中，向其中加入质量分数为25%的盐酸溶液调节pH为7.0?7.5，加热至造纸黑液沸腾，保持温度1?3h，然后向其中加入100?300mL无水乙醇搅拌均匀，静置30?40min后过滤；然后将上述所得的过滤液与冰醋酸按体积比3:1进行混合，将所得的混合液放入密闭容器中，向其中加入100?300g聚丙烯酰胺及200?300mL质量分数为60 %的盐酸溶液，搅拌溶解，直至混合均匀，然后使用二氧化碳对其进行密封，排出容器内的空气，搅拌直至容器内混合物不再膨胀，过滤得过滤物；随后把上述所得的过滤物与质量分数为30%的氨水，按固液比1:3进行混合，然后将所得的混合放入容器中，再向其中加入140?230mL 二甲基甲酰胺搅拌均匀，静置15?25min后，进行离心分离，取上清液放入喷雾干燥机中进行喷雾干燥，收集干燥物，得改性木质素混合物；
接下来取300?400g所得的改性木质素混合物放入容器中，向其中加入50?80g淀粉，混合均匀，然后向其中加入150?180g过硫酸铵，使用质量分数为4?8%的N，N-二甲基甲酰胺水溶液浸泡混合物，将容器置于水浴中进行加热至60?70°C，搅拌1?3h后，向其中加入150?200mL醋酸乙烯酯，静置陈化5?10h ;
再待上述静置结束后向其中分别加入130?170mL4-叔丁酚，80?120mL质量分数为60%的氢氧化钠溶液，搅拌30?40min后，再向其中加入60?90mL柑青醛，升温至80?90 °C，加入50?100g氧化锌进行催化，使用氮气进行保护，搅拌1?3h ;最后在上述搅拌结束后，降至室温，向其中加入30?60g硅烷偶联剂，搅拌均匀，然后再向其中加入40?80g尿素，在温度为68?78°C下，搅拌30?40min后，降至室温，即可得到复合生物质胶黏剂。
[0009]实例1
首先取1L造纸黑液放入容器中，向其中加入质量分数为25%的盐酸溶液调节pH为7.0，加热至造纸黑液沸腾，保持温度lh，然后向其中加入100mL无水乙醇搅拌均匀，静置30min后过滤；然后将上述所得的过滤液与冰醋酸按体积比3:1进行混合，将所得的混合液放入密闭容器中，向其中加入100g聚丙烯酰胺及200mL质量分数为60%的盐酸溶液，搅拌溶解，直至混合均匀，然后使用二氧化碳对其进行密封，排出容器内的空气，搅拌直至容器内混合物不再膨胀，过滤得过滤物；随后把上述所得的过滤物与质量分数为30%的氨水，按固液比1:3进行混合，然后将所得的混合放入容器中，再向其中加入140mL 二甲基甲酰胺搅拌均匀，静置15min后，进行离心分离，取上清液放入喷雾干燥机中进行喷雾干燥，收集干燥物，得改性木质素混合物；接下来取300g所得的改性木质素混合物放入容器中，向其中加入50g淀粉，混合均匀，然后向其中加入150?180g过硫酸铵，使用质量分数为4%的N，N-二甲基甲酰胺水溶液浸泡混合物，将容器置于水浴中进行加热至60°C，搅拌lh后，向其中加入150mL醋酸乙烯酯，静置陈化5h