ES2567594T3 - Un procedimiento para aumentar la reactividad de lignina - Google Patents

Abstract

Un procedimiento para aumentar la reactividad de lignina, caracterizado porque el procedimiento comprende las siguientes etapas: a) formar, bajo calentamiento a una temperatura de 30 - 70 ºC, una dispersión acuosa que comprende álcali y lignina, en la que el álcali comprende un hidróxido de un metal alcalino; y b) calentar la dispersión formada en la etapa a) a una temperatura de 50 - 95 ºC para producir lignina alcalinizada.

Description

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En primer lugar, se mezclaron agua y NaOH y se inició el calentamiento de la mezcla. Después, se dispersó lentamente la lignina en la mezcla de álcali y agua con agitación y se aumentó simultáneamente la temperatura hasta 60 ºC. Cuando se hubo dispersado toda la lignina, se calentó la dispersión a una temperatura de aproximadamente 60 ºC durante aproximadamente 1 hora. Como resultado de ello, la lignina se alcalinizó.

Ejemplo 3 -Alcalinización, alta temperatura

En este ejemplo, se incrementó la reactividad de lignina por medio de alcalinización de la lignina. Se usaron los siguientes componentes y sus cantidades:

concentración cantidad (g)

agua 836 NaOH 50 % 584 lignina 75 % 1270

En primer lugar, se mezclaron agua y NaOH y se inició el calentamiento de la mezcla. Después, se dispersó lentamente la lignina en la mezcla de álcali y agua con agitación y se aumentó simultáneamente la temperatura hasta 60-70 ºC. Cuando se hubo dispersado toda la lignina, se calentó la dispersión a una temperatura de aproximadamente 90-95 ºC durante aproximadamente 1 hora. Como resultado de ello, la lignina se alcalinizó.

Ejemplo 4 -Fenolación en combinación con alcalinización y uso de la lignina tratada para producir una composición de ligante

En este ejemplo se incrementó la reactividad de la lignina por medio de fenolación y alcalinización de la lignina, de modo que posteriormente se usó la lignina tratada para producir una composición de ligante.

En primer lugar, se llevó a cabo la fenolación. Se usaron los siguientes componentes y sus cantidades:

concentración cantidad (g) agua 364 fenol 90 % 381

lignina 98 % 446 H2SO4 96% 9

Se mezclaron agua, fenol y lignina con agitación durante aproximadamente 5-10 minutos, después de lo cual se añadió H2SO4. Después, se incrementó lentamente la temperatura hasta 135 ºC durante un período de aproximadamente 3 horas y se mantuvo a esta temperatura durante aproximadamente una hora. Después se enfrió la mezcla y el tratamiento concluyó dando como resultado lignina fenolada.

Después se alcalinizó la lignina fenolada. Se mezclaron 430 g de lignina fenolada con 150 g de NaOH al 50 % con calentamiento. Después, se calentó la dispersión a una temperatura de 75 ºC durante aproximadamente 1 hora.

Como resultados de los tratamientos anteriores, se formó lignina fenolada y alcalinizada.

Tras los tratamientos de fenolación y alcalinización, se añadieron 38 g de agua y 38 g de fenol (90 %) a la composición, después de lo cual se añadieron 368 g de formaldehído (39,3 %) por etapas. Se mantuvo la temperatura por debajo de 75 ºC. Posteriormente, se continuó el calentamiento a 85-90 ºC hasta que la viscosidad de la composición formada fue de aproximadamente 415 cp (medida a una temperatura de 25 ºC).

Ejemplo 5 -Alcalinización en combinación con hidroximetilación y uso de la lignina tratada para producir una composición de ligante

En este ejemplo, se incrementó la reactividad de la lignina por medio de alcalinización e hidroximetilación de la lignina, después de lo cual se usó la lignina para producir una composición de ligante. Se usaron los siguientes componentes y sus cantidades:

agua 220 g NaOH (primera parte, alcalinización) 50 % 146 g lignina 61 % 752 g formaldehído (primera parte, hidroximetilación) 39,30 % 514 g fenol 90 % 510 g formaldehído (segunda parte, formación de ligante) 39,30 % 566 g NaOH (segunda parte, formación de ligante) 50 % 146 g NaOH (tercera parte, formación de ligante) 50 % 146 g

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En primer lugar, se mezclaron agua y NaOH y se inició el calentamiento de la mezcla. Después se dispersó lentamente la lignina en la mezcla de álcali y agua con agitación y se incrementó simultáneamente la temperatura hasta aproximadamente 75 ºC. Cuando se hubo dispersado toda la lignina, se calentó la dispersión a aproximadamente 75 ºC durante aproximadamente 1 hora. Como resultado de ello la lignina se alcalinizó. Después se añadió formaldehído a la dispersión y se permitió continuar la reacción durante aproximadamente 1 hora, dando como resultado la hidroximetilación de la lignina.

Se usó la lignina tratada para producir una composición de ligante. Se añadió el fenol a la composición, seguido de la adición de formaldehído y después NaOH. Se continuó el calentamiento de la composición formada, con adición de NaOH, a una temperatura de 70-90 ºC, hasta que la viscosidad de la composición formada fue de aproximadamente 300 cp (medida a una temperatura de 25 ºC).

Ejemplo 7 -Preparación de la composición adhesiva

En este ejemplo, se usó la composición de ligante producida en el Ejemplo 4 para la producción de una composición adhesiva. Se mezcló la composición de ligante con expansores, cargas, catalizadores, aditivos, pudiéndose mencionar como ejemplos de los mismos, por ejemplo, almidón, harina de madera y endurecedor (por ejemplo, tanino o carbonatos), formándose de este modo la composición adhesiva.

Ejemplo 8 -Aplicación de la composición para generar un producto de contrachapado

Se pegaron chapas de madera que tenían un espesor por debajo de 3 mm con la composición de ligante producida en el Ejemplo 5 para generar un contrachapado-7. Los resultados mostraron que el efecto de pegado fue suficientemente bueno para pegar las chapas de madera.

Ejemplo 9 -Aplicación de la composición adhesiva para generar un producto de contrachapado

En este ejemplo se aplicó la composición adhesiva del Ejemplo 7 sobre chapas de madera. Se unieron las chapas de madera por medio de la composición adhesiva para formar un contrachapado. El contenido de materia seca de la composición adhesiva fue entre un 45 y un 55 %. Se prensaron las chapas de madera con la composición adhesiva por medio de una técnica de prensado en caliente a una temperatura entre 120-170 ºC. La composición adhesiva se curó de forma simultánea. Se descubrió que la composición adhesiva de la presente invención fue apropiada para pegar chapas de madera juntas y, de este modo, fabricar contrachapado.

Ejemplo 10 -Aplicación de la composición de ligante para producir laminados

En este ejemplo se usó la composición de ligante tal y como se produjo en el Ejemplo 4 en una aplicación de impregnación. Durante la producción de los laminados se impregnó papel con una solución de alcohol de la composición de ligante, después de lo cual se transfirieron las capas impregnadas al interior de un horno. Se volatilizó el alcohol y se curó parcialmente la composición de ligante. Se dispusieron las capas que comprendían la composición semi-curada una encima de la otra y se secaron por medio de una técnica de prensado en caliente con el fin de formar cartones o laminados más gruesos.

En el procedimiento de producción del ligante presentado en los ejemplos anteriores, se usaron fenol y formaldehído. No obstante, se puede usar igual de bien otra sustancia polimerizable o agente de reticulación en el procedimiento de producción de la composición de ligante, como resultará obvio para la persona experta basada en la presente memoria descriptiva.

Resulta obvio para la persona experta en la técnica que con el avance de la tecnología, se puede implementar la idea básica de la invención de diversas formas. La invención y sus realizaciones, de este modo, no están limitadas a los ejemplos descritos anteriormente; en lugar de ello, pueden variar dentro del alcance de las reivindicaciones.

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Claims (1)

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