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生物质改性酚醛树脂

发布时间: 2022-11-11

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 合作开发
成果类型: 发明专利
行业领域:
农、林、牧、渔业,林业
成果介绍
广西大学资源环境与材料学院联合南宁两家木材加工企业开展了室外木结构和高强度胶合板(建筑模板)用固化温度低、成本低且固体含量高的生物质酚醛树脂的研发,利用简单的化学处理,并将含有活性官能团通过接枝形式引入生物质剩余物(树皮粉、树皮灰、腰果酚等)中,进一步以共聚和共混的形式添加到酚醛树脂中,降低其生产成本和固化温度,且生产工艺简单,使其适合于木材工业;这样一来,酚醛树脂因其成本高、固化温度高导致最终板材成本高、生产效率低问题已得到基本解决。 实现指标:游离酚从0.83%降低到0.22%;最大湿强度为1.57 MPa,远大于国家标准规定≥0.7 MPa的要求。酚醛树脂的成本降低200-300元/吨,在人造板的实际生产过程中,热固化温度降低3-5℃,同时该系列胶粘剂的施工工艺与现有传统的酚醛树脂的施工工艺基本一致,修改工艺所需的成本极低,人造板生产成本可降低5%左右。
成果亮点
该项成果针对现有木材用酚醛树脂胶粘剂固化时间长、固化温度高,使用成本高、效率低等问题开展研究,以生物质废弃物为主要原材料,通过系列共混和共聚工艺,最终实现低游离酚、低固化温度以及低成本的系列酚醛树脂制备。①树皮中含有大量的多酚类等缩合单宁为主,还含有少量的水解类单宁,这些物质的存在可以在酚醛树脂合成过程中,经过缩聚形成亚甲基桥,随着反应的进行可以生成不溶-不熔体型结构,因此利用树皮及改性树皮粉替代苯酚对酚醛树脂进行共聚和共混的改性研究。②树皮灰作为工业燃烧废弃物,含有大量无机矿物盐类,对酚醛树脂的固化和力学性能有较大的影响,充分利用树皮灰,不仅可以提高树皮灰的利用,减少环境压力,还可以降低树脂的固化温度和产品的成本。采用表面处理剂、活化剂等助剂研发桉树皮灰处理剂的工艺配方。该系列胶粘剂满足木材工业,尤其是室外结构和建筑胶合板的使用要求。国内领先。
团队介绍
秦志永,博士毕业于北京林业大学木材科学与技术专业,主要研究方向为木材加工胶粘剂与生物质复合材料,主要从事无醛大豆蛋白胶粘剂的研发、大豆蛋白胶粘剂活性助剂的研发以及生物质改性木材加工快速固化酚醛树脂的研究工作,为3家木材加工企业的技术顾问,为该团队的科技成果领头人,发表与该成果有关的论文11篇,申请专利3项。关键技术研发。 张一甫,博士毕业于华南理工大学高分子材料科学与技术专业,主要研究方向为胶粘剂活性添加助剂,目前主要从事水性环氧树脂、造纸助剂以及生物质改性酚醛树脂的研究工作,为该成果主要技术研发人员之一。技术研发。 冯大强,广西诺信化工科技有限公司总经理、工程师,主要从事木材加工胶粘剂和人造板生产的工厂管理和技术支撑工作,具有丰富的工厂管理和生产的实践经验,为该成果从实验室和小试技术到中试和工厂大生产提供了宝贵的实践经验。生产研发。 王志丽,南宁帝旺村木业有限公司总经理、工程师,主要从事木材人造板生产的工厂管理和技术支撑工作,为该胶粘剂在集装箱领域的利用提供了宝贵的实践经验。生产研发。
成果资料
产业化落地方案
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成果综合评价报告

评价单位:“科创中国”林草及绿色家居产业科技服务团 (中国林学会) 评价时间:2022-11-14

张世锋

北京林业大学

教授

综合评价

该成果围绕木材加工中胶粘剂领域所急需解决酚醛树脂固化温度高、生产成本大、以及生物质废弃物污染环境等问题开展研究,以绿色环保的生物质废弃物为原料,通过对其进行表面活化处理,然后以共聚、共混等方法对酚醛树脂进行改性处理,对传统木材加工胶粘剂行业以及人造板产业的升级有一定的引领作用,技术创新性强且技术成熟,容易实施,投资回报比较可靠,目标市场处于成长市场,发展潜力巨大。 另外,对于该成果的产业化路径而言,可以与传统的木材加工胶粘剂无缝对接使用(简单优化部分生物质废弃物改性设备即可,如球磨机等,无需大额投入),目前与传统胶粘剂相比,主要存在的问题是对生物质废弃物需要进行特殊处理,但是随着国家对环境保护要求不断提高,以及现有胶粘剂填料成本的增加,该系列酚醛树脂胶粘剂具有广泛潜力。总体而言,该项目技术思路方向很好,未来市场空间大,有利于当前政策要求,转化成熟度高,值得支持推广。
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