專利名稱：一種用于發(fā)泡的生物油改性酚醛樹脂的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于發(fā)泡的生物油改性酚醛樹脂的制備方法，屬于生物質基高分子材料技術領域。
背景技術：
隨著經濟的發(fā)展，石化資源被大量消耗，由此帶來的石化資源緊缺及環(huán)境污染問題越來越被人們所關注，利用生物質資源替代石油基產品已經成為世界各國的發(fā)展戰(zhàn)略。酚醛泡沫是一種性能優(yōu)異的保溫材料，以其難燃，低煙霧，遇火無灑落物等優(yōu)點而受到廣泛重視，是建筑、電器、石油化工等行業(yè)性能優(yōu)異的隔音、輕質、節(jié)能材料。然而由于前軀體可發(fā)泡性酚醛樹脂的制備原料來自石油等礦物質材料，作為石油化工類的下游產品受到資源的限制，加快了對礦物質資源的消耗，生產過程中也會對環(huán)境造成污染。生物油是木質生物質原料如針葉材、闊葉材或木質產品廢料如廢棄人造板、鋸末，經過催化熱裂解液化得到的富含多酚類化合物及含有少量醛類化合物的液體產物，可以成為酚醛樹脂制備的良好原料，目前尚未見用生物油制備可發(fā)泡性酚醛樹脂的報道。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提出一種用于發(fā)泡的生物油改性酚醛樹脂的制備方法，用生物油部分替代石化資源中的苯酚和甲醛，作為原料，以生產用于發(fā)泡的酚醛樹脂，實現木質生物質資源的高效、高值化利用，降低酚醛泡沫材料的生產成本。本發(fā)明提出的用于發(fā)泡的生物油改性酚醛樹脂的制備方法，所用的原料中各組分的質量份如下
苯酚100份
生物油20-65份
多聚甲醛40-70份
尿素15-45份
堿性催化劑8-12份，制備方法包括以下步驟(I)將按上述比例稱重的多聚甲醛、生物油和堿性催化劑加入反應容器中，在65-75°C下反應20-30分鐘，得到羥甲基化生物油；(2)在上述羥甲基化生物油中加入按上述比例稱重的苯酚，升溫至80_90°C，在90-120分鐘內，分次加入按上述比例稱重的尿素，反應20-30分鐘，用酸中和劑，調整樹脂pH值在6. 8-7. 2之間，得到用于發(fā)泡的生物油改性酚醛樹脂。上述制備方法中，所述的堿性催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鋇、氫氧化鉀或氨水中的
任意一種。
本發(fā)明提出的用于發(fā)泡的生物油改性酚醛樹脂的制備方法，具有以下優(yōu)點 I、本發(fā)明制備方法，將生物油中的活性成分引入到產物分子鏈中，改善了樹脂的性能，具有固含量高、粘度適宜、活性高、穩(wěn)定性好等特點；2、本發(fā)明制備方法，可以充分利用生物質資源，拓寬了生物油的應用領域，同時實現了對生物油的高效和高值化利用； 3、本發(fā)明制備方法，與已有的制備酚醛樹脂的方法相比，減少了苯酚、甲醛等石化資源的用量，其中苯酚的減少量最高可達50%，甲醛減少量最高可達20%，因此既降低了產品的生產成本，又有利于環(huán)境保護；4、本發(fā)明制備方法，與已有的制備酚醛樹脂的方法相比，省去了樹脂制備過程中的脫水工藝，依然能夠達到發(fā)泡材料所需要的固含量和粘度的要求，簡化了工藝過程，進一步降低生產成本，而且節(jié)約能耗。5、本發(fā)明制備方法，工藝簡單易實施，有利于工業(yè)化大規(guī)模生產，所制備的樹脂無需脫水即可在溫和條件下發(fā)泡成型。
具體實施例方式本發(fā)明提出的用于發(fā)泡的生物油改性酚醛樹脂的制備方法，所用的原料中各組分的質量份如下
苯酚100份
生物油20-65份
多聚甲醛40-70份
尿素15-45份
堿性催化劑8-12份，制備方法包括以下步驟(I)將按上述比例稱重的多聚甲醛、生物油和堿性催化劑加入反應容器中，在65-75°C下反應20-30分鐘，得到羥甲基化生物油；(2)在上述羥甲基化生物油中加入按上述比例稱重的苯酚，升溫至80_90°C，在90-120分鐘內，分次加入按上述比例稱重的尿素，反應20-30分鐘，用酸中和劑，調整樹脂pH值在6. 8-7. 2之間，得到用于發(fā)泡的生物油改性酚醛樹脂。 上述制備方法中，所述的堿性催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鋇、氫氧化鉀或氨水中的
任意一種。本發(fā)明方法中所用的生物油，可以是木質生物質原料如針葉材、闊葉材或木質產品廢料如廢棄人造板、鋸末，經過催化熱裂解液化得到的富含多酚類化合物及含有少量醛類化合物的液體產物。本發(fā)明實施例中，所用的生物油由北京林業(yè)大學生產。本發(fā)明方法中所用的堿性催化劑，可以為氫氧化鈉、氫氧化鋇、氫氧化鉀、氨水等等?？梢詫⑵渑涑少|量濃度為30-50%的水溶液使用。本發(fā)明方法中的酸中和劑，可以為鹽酸、磷酸、硫酸、甲酸、乙酸中的任意一種。以下介紹本發(fā)明方法的實施例
實施例I (I)將70g多聚甲醛、65g生物油和12g氫氧化鈉加入反應容器中，在75°C下反應20分鐘，得到羥甲基化生物油；(2)在上述羥甲基化生物油中加入IOOg的苯酚，升溫至80_90°C，在90分鐘內，分三次加入尿素，每次加入15g，反應30分鐘后，用鹽酸調整樹脂pH值在6. 8-7. 2之間，得到用于發(fā)泡的生物油改性酚醛樹脂，產物性能見附表。實施例2(I)將55g多聚甲醛、40g生物油和IOg氫氧化鉀加入反應容器中，在75°C下反應30分鐘，得到羥甲基化生物油；(2)在上述羥甲基化生物油中加入IOOg的苯酚，升溫至85°C，在100分鐘內，分兩次加入尿素，每次加入20g，反應30分鐘后，用甲酸調整樹脂pH值在7. 0-7. 2之間，得到用于發(fā)泡的生物油改性酚醛樹脂，產物性能見附表。實施例3(I)將40g多聚甲醛、35g生物油和8g氫氧化鋇加入反應容器中，在70°C下反應25分鐘，得到羥甲基化生物油；(2)在上述羥甲基化生物油中加入IOOg的苯酚，升溫至80°C，在120分鐘內，分四次加入尿素，每次加入10g，反應30分鐘后，用乙酸調整樹脂pH值在6. 8-7. 2之間，得到用于發(fā)泡的生物油改性酚醛樹脂，產物性能見附表。實施例4(I)將45g多聚甲醛、30g生物油和12g氨水加入反應容器中，在75°C下反應25分鐘，得到羥甲基化生物油；(2)在上述羥甲基化生物油中加入IOOg的苯酚，升溫至85°C，在90分鐘內，分五次加入尿素，每次加入8g，反應30分鐘后，用硫酸調整樹脂pH值在7. 0-7. 2之間，得到用于發(fā)泡的生物油改性酚醛樹脂，產物性能見附表。實施例5(I)將40g多聚甲醛、20g生物油和8g氫氧化鈉加入反應容器中，在65°C下反應30分鐘，得到羥甲基化生物油；(2)在上述羥甲基化生物油中加入IOOg的苯酚，升溫至85°C，在90分鐘內，分三次加入尿素，每次加入5g，反應20分鐘后，用磷酸調整樹脂pH值在7. 0-7. 2之間，得到用于發(fā)泡的生物油改性酚醛樹脂，產物性能見附表。實施例6(I)將60g多聚甲醛、28g生物油和12g氫氧化鈉加入反應容器中，在75°C下反應30分鐘，得到羥甲基化生物油；(2)在上述羥甲基化生物油中加入IOOg的苯酚，升溫至90°C，在90分鐘內，分三次加入尿素，每次加入10g，反應30分鐘后，用甲酸調整樹脂pH值在7. 0-7. 2之間，得到用于發(fā)泡的生物油改性酚醛樹脂。以上各實施例制備的產物，其性能見附表，從附表中可以看出，利用本發(fā)明方法制備的生物油改性酚醛樹脂，其性能已經達到發(fā)泡用酚醛樹脂的要求。附表
權利要求
1.一種用于發(fā)泡的生物油改性酚醛樹脂的制備方法，其特征在于，本方法所用的原料中各組分的質量份如下苯酚100份生物油20-65份多聚甲醛40-70份尿素15-45份堿性催化劑1-12份， 制備方法包括以下步驟 (1)將按上述比例稱重的多聚甲醛、生物油和堿性催化劑加入反應容器中，在65-75°C下反應20-30分鐘，得到羥甲基化生物油； (2)在上述羥甲基化生物油中加入按上述比例稱重的苯酚，升溫至80-90°C，在90-120分鐘內，分次加入按上述比例稱重的尿素，反應20-30分鐘，用酸中和劑，調整樹脂pH值在6.8-7. 2之間，得到用于發(fā)泡的生物油改性酚醛樹脂。
2.如權利要求I所述的制備方法，其特征在于其中所述的堿性催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鋇、氫氧化鉀或氨水中的任意一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于發(fā)泡的生物油改性酚醛樹脂的制備方法，屬于生物質基高分子材料技術領域。將按比例稱重的多聚甲醛、生物油和堿性催化劑加入反應容器中，反應，得到羥甲基化生物油；再加入按比例稱重的苯酚，升溫，分次加入按比例稱重的尿素，反應，用酸中和劑，調整樹脂pH值，得到用于發(fā)泡的生物油改性酚醛樹脂。本發(fā)明方法將生物油中的活性成分引入到產物分子鏈中，改善了樹脂的性能，具有固含量高、粘度適宜、活性高、穩(wěn)定性好等特點；降低了生產成本，減少了苯酚、甲醛等石化資源的用量，環(huán)境優(yōu)勢明顯。
文檔編號C08L61/34GK102617818SQ20121010411
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月10日 優(yōu)先權日2012年4月10日
發(fā)明者伊江平, 常建民, 張琪, 李本, 王翠翠, 茍進勝, 高雪景 申請人:北京林業(yè)大學