本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種稻殼基木質(zhì)素改性酚醛樹脂膠黏劑制備方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界，石油作為不可再生資源，價(jià)格持續(xù)飛漲，導(dǎo)致酚醛樹脂膠黏劑的生產(chǎn)成本也越來越高，而作為酚醛樹脂膠黏劑的重要原料之一的苯酚，其價(jià)格長(zhǎng)期居高不下。為了降低酚醛樹脂膠黏劑的生產(chǎn)成本，尋找其他更為廉價(jià)的原料來代替苯酚成為了當(dāng)下頗為熱門的研究課題。而隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，綠色環(huán)保更加為社會(huì)各方所要求，為此更多得采用天然高分子代替苯酚和甲醛成為一種潮流。
木質(zhì)素作為一種天然多酚類高分子聚合物，其結(jié)構(gòu)中存在大量的醛基和羥基，故此可以與苯酚和甲醛合成酚醛樹脂時(shí)降低苯酚以及甲醛的用量。同時(shí)，地球上每年通過光合作用合成的木質(zhì)素大約有1500億噸；僅造紙制漿生產(chǎn)過程中，以植物纖維為原料分離出的木質(zhì)素副產(chǎn)物也有約5000萬噸/年，大多也“黑液”的形式直接排入自然水體中，部分產(chǎn)物被濃縮后焚燒，得到有效利用的木質(zhì)素低于20％。
我國作為一農(nóng)業(yè)大國，大米是國人的主食，每年的稻谷產(chǎn)量達(dá)2億噸，稻殼通常占稻谷的20％,照此計(jì)算，每年的稻殼有4000多萬噸，稻殼資源非常豐富。然而，稻殼表面堅(jiān)硬，硅含量高，不易被細(xì)菌分解，且堆積密度小，廢棄破壞環(huán)境，稻殼的開發(fā)利用意義重大。
如若有一種方法可以對(duì)稻殼中的木質(zhì)素進(jìn)行有效利用，則可減少其對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞；同時(shí)，木質(zhì)素價(jià)格低廉，一噸不過數(shù)百元，相比高于5000元/噸的苯酚以及1000元/噸的甲醛來說，經(jīng)濟(jì)效益特別高。因此，開展稻殼基木質(zhì)素改性酚醛樹脂膠黏劑的研究工作從環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益方面都具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明是為提供一種稻殼基木質(zhì)素改性酚醛樹脂膠黏劑制備方法，通過本 發(fā)明提供的生產(chǎn)方法，達(dá)到降低生產(chǎn)成本、減少膠黏劑中殘留酚及殘留醛的含量。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，一種稻殼基木質(zhì)素改性酚醛樹脂膠黏劑制備方法，其特征是，包括以下步驟：
(1)取粉碎的稻殼，加10％的硫酸溶液，攪拌加熱一段時(shí)間，然后過濾、洗滌、烘干待用；
(2)將步驟(1)中烘干待用的樣品溶于濃度0.5mol/L的NaOH溶液中，攪拌加熱一段時(shí)間，然后過濾，收集濾液；
(3)將步驟(2)中的濾液置于100℃加熱環(huán)境中，去除濾液中的溶劑，收集堿木質(zhì)素固體；
(4)將步驟(3)中的堿木質(zhì)素固體、苯酚、NaOH固體及去離子水進(jìn)行混合，攪拌加熱一段時(shí)間，得到酚化木質(zhì)素溶液；
(5)將步驟(4)中酚化木質(zhì)素溶液與甲醛溶液、NaOH固體混合，攪拌加熱，進(jìn)行聚合反應(yīng)；
(6)向步驟(5)反應(yīng)液中加入少量尿素，攪拌加熱一段時(shí)間后，進(jìn)行減壓蒸餾出料。
進(jìn)一步的，所述步驟(1)粉碎稻殼與10％硫酸溶液的質(zhì)量比為3:1～1:1，加熱溫度為50～70℃，時(shí)間為1～3h。
進(jìn)一步的，根據(jù)權(quán)利要求1所述的稻殼基木質(zhì)素改性酚醛樹脂膠黏劑制備方法，其特征在于，所述步驟(3)堿木質(zhì)素固體與苯酚的質(zhì)量比為5:100～40:100，NaOH固體與堿木質(zhì)素固體的質(zhì)量比為1:100～5:100，加熱溫度為40～70℃，時(shí)間為1～3h。
進(jìn)一步的，所述步驟(4)甲醛溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37％，甲醛溶液與堿木質(zhì)素固體的質(zhì)量比為10:100～100:100，NaOH固體與堿木質(zhì)素固體的質(zhì)量比為1:100～5:100，加熱溫度為40～80℃，時(shí)間為0.5～5h。
本發(fā)明具有以下優(yōu)越性：
(1)本發(fā)明由于采用大量的稻殼基木質(zhì)素作為原料代替苯酚和甲醛，極大地降低了生產(chǎn)酚醛樹脂膠黏劑的成本，還在一定程度上保護(hù)了環(huán)境，體現(xiàn)了綠色化學(xué)的理念。
(2)本發(fā)明在處理原料稻殼時(shí)，通過酸處理的方式脫除了木質(zhì)素中的多糖或低聚糖，使得制備的酚醛樹脂膠黏劑具有較好的耐水性。
(3)本發(fā)明生產(chǎn)過程中采用堿處理的方法活化稻殼基木質(zhì)素改性制備酚醛樹脂膠黏劑，所需的苯酚和甲醛量小，產(chǎn)生毒性小，產(chǎn)品具有較高的水溶性。
(4)本發(fā)明由于采用的原料是來自于天然的農(nóng)林廢棄物，原料中不含金屬離子，故此，得到的產(chǎn)品絕緣性能較好。
具體實(shí)施方式
下面用具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明不僅局限于以下具體實(shí)施例。
先舉例說明稻殼基木質(zhì)素如何獲得，但所舉實(shí)施例并非指最佳適用條件的木質(zhì)素固體：
(1)取90g粉碎后的稻殼與30g的10％硫酸置于三口燒瓶中，70℃加熱攪拌3h。然后過濾、洗滌，放入烘箱中烘干24h；
(2)將烘干后的固體置于1L的0.5mol/L的NaOH溶液中，80℃加熱攪拌10h，然后過濾，收集濾液；
(3)將濾液置于100℃熱臺(tái)上加熱，待溶劑全部揮發(fā)完畢，得到堿木質(zhì)素固體，即稻殼基木質(zhì)素。
實(shí)施例一
(1)在250mL三口燒瓶中加入木質(zhì)素4g、苯酚10g、NaOH固體0.1g去離子水20g，升溫至50℃，加熱攪拌3h；
(2)再加入甲醛溶液4g、NaOH固體0.2g，60℃反應(yīng)1h；
(3)再加入尿素0.4g，70℃反應(yīng)1.5h后減壓蒸餾至所需粘度出料。即可得稻殼基木質(zhì)素改性酚醛樹脂膠黏劑。
實(shí)施例二
(1)在250mL三口燒瓶中加入木質(zhì)素3g、苯酚10g、NaOH固體0.15g去離子水20g，升溫至50℃，加熱攪拌3h；
(2)再加入甲醛溶液3g、NaOH固體0.1g，60℃反應(yīng)1h；
(3)再加入尿素0.4g，70℃反應(yīng)1.5h后減壓蒸餾至所需粘度出料。即可得稻殼基木質(zhì)素改性酚醛樹脂膠黏劑。
實(shí)施例三
(1)在250mL三口燒瓶中加入木質(zhì)素2g、苯酚10g、NaOH固體0.1g去離子水20g，升溫至50℃，加熱攪拌3h；
(2)再加入甲醛溶液2g、NaOH固體0.1g，60℃反應(yīng)1h；
(3)再加入尿素0.4g，70℃反應(yīng)1.5h后減壓蒸餾至所需粘度出料。即可得稻殼基木質(zhì)素改性酚醛樹脂膠黏劑。
實(shí)施例四
(1)在250mL三口燒瓶中加入木質(zhì)素1g、苯酚10g、NaOH固體0.05g去離子水20g，升溫至50℃，加熱攪拌3h；
(2)再加入甲醛溶液1g、NaOH固體0.05g，60℃反應(yīng)1h；
(3)再加入尿素0.4g，70℃反應(yīng)1.5h后減壓蒸餾至所需粘度出料。即可得稻殼基木質(zhì)素改性酚醛樹脂膠黏劑。
實(shí)施例五
(1)在250mL三口燒瓶中加入木質(zhì)素4g、苯酚10g、NaOH固體0.1g去離子水20g，升溫至70℃，加熱攪拌1h；
(2)再加入甲醛溶液4g、NaOH固體0.2g，60℃反應(yīng)1h；
(3)再加入尿素0.4g，70℃反應(yīng)1.5h后減壓蒸餾至所需粘度出料。即可得稻殼基木質(zhì)素改性酚醛樹脂膠黏劑。
實(shí)施例六
(1)在250mL三口燒瓶中加入木質(zhì)素4g、苯酚10g、NaOH固體0.1g去離子水20g，升溫至60℃，加熱攪拌2h；
(2)再加入甲醛溶液4g、NaOH固體0.2g，60℃反應(yīng)1h；
(3)再加入尿素0.4g，70℃反應(yīng)1.5h后減壓蒸餾至所需粘度出料。即可得稻殼基木質(zhì)素改性酚醛樹脂膠黏劑。
實(shí)施例七
(1)在250mL三口燒瓶中加入木質(zhì)素4g、苯酚10g、NaOH固體0.1g去離子水20g，升溫至50℃，加熱攪拌3h；
(2)再加入甲醛溶液4g、NaOH固體0.2g，70℃反應(yīng)0.5h；
(3)再加入尿素0.4g，70℃反應(yīng)1.5h后減壓蒸餾至所需粘度出料。即可得稻殼基木質(zhì)素改性酚醛樹脂膠黏劑。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可做出很多簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。