单宁是一种含有多元酚基的有机化合物,存在于植物干、皮、。根、叶和果实中。单宁胶是利用从植物的皮、树叶和果实中抽提物与其他化工原料经加工配制成的胶黏剂,广泛应用于桦木、杨木、落叶松、马尾松、竹材、山樟等树种生产胶合板、纤维板、密度板、纺织机械层压板、建筑水泥模板、集装箱底板、包装箱等。
单宁可以分为两大类,即水解类单宁和凝缩类单宁(又名缩合单宁)。其中具应用价值的为缩合单宁。树皮中多酚化合物的主要成分为缩合单宁,占树皮的3%~30%,在水溶液中浸提出的单宁常含有结合紧密的
碳水化合物。研究表明,单宁浸提物纯度对粘接强度和耐水性有重要影响,含有20%的碳水化合物就可使粘接强度降低一半。因此,应通过分馏、沉淀或用有机溶剂萃取以降低碳水化合物含量。
落叶松是我国重要的用材树种,资源丰富,主要分布在东北、内蒙的大小兴安岭。落叶松树皮含单宁6%~14%,从树皮中可提取制得落叶松栲胶,栲胶传统用于鞣革。由于落叶松树皮栲胶是天然多酚物质,具有取代苯酚制作木材胶黏剂的基本条件和巨大潜力。落叶松单宁、黑荆树单宁和坚木单宁均属缩合单宁。缩合单宁(多聚
原花色素)分子中的黄烷醇单元的A环具有强的亲核性,在酸、碱的催化下能与甲醛反应,生成羟甲基加成物,加成物与另一个黄烷醇单元缩聚成二聚物,然后与更多的甲醛、黄烷醇单元缩聚下去形成不溶、不熔的高聚物。这个反应原理与苯酚一甲醛反应制作酚醛树脂基本相同,这是缩和单宁能够取代酚醛制作木材胶黏剂的主要机理。
落叶松树皮——粉碎——筛选——浸提——蒸发——弄胶——干燥——落叶松栲胶——落叶松栲胶(或弄胶)+苯酚+甲醛+烧碱——反应釜——控制温度——落叶松单宁酚醛胶——干燥——粉状落叶松单宁酚醛胶
将100份熔融的苯酚加入反应釜,在40~50℃加入第一批液碱(30%Na()H,总量212份),鬟拌15min;加入第一批甲醛(36.5%~37%,总量237份),缓慢升温至90℃,在88~92℃下铱温30~40min。加入60~75份水,并迅速冷却,当温度降至60℃时,加入第二批液碱,继续冷却,当温度降至50~60℃时,均匀加入148份栲胶(单宁含量≥58%),搅拌至栲胶全部溶。升温至85~90℃,反应并控制黏度为80~110s(25℃)。迅速冷却至75℃,加入第二批甲醛,升温到85~90℃,继续反应并开始测黏度。当黏度达到70~110s(25℃)时,冷却降温到35℃以下,放料。产品为无机械杂质的暗红褐色液体,密度1.15~1.25g/cm3;pH值10.5~12;黏70~150s(25℃);固体含量45%~50%;游离苯酚≤O.3%;游离甲醛≤o.2%;水混合性≥20倍;贮存稳定性≤150;可被溴化物≥12%。液体胶黏剂贮存稳定后,在进口温度为190~200℃干燥塔中进行喷雾干燥,制成粉状落叶松单宁
酚醛树脂胶黏剂。产品为深红褐色,固体含量≥90%;游离苯酚≤0.3%;游离甲醛≤O.2%;水混合性≥20倍;贮存稳定性≥1年;可被溴化物≥12%。