JPH0457714B2 - - Google Patents

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JPH0457714B2
JPH0457714B2 JP5761585A JP5761585A JPH0457714B2 JP H0457714 B2 JPH0457714 B2 JP H0457714B2 JP 5761585 A JP5761585 A JP 5761585A JP 5761585 A JP5761585 A JP 5761585A JP H0457714 B2 JPH0457714 B2 JP H0457714B2
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JP
Japan
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wood
adhesive
plasticized
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resin
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JP5761585A
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JPS61215677A (en
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Nobuo Shiraishi
Naohiko Tsujimoto
Sho Onodera
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New Oji Paper Co Ltd
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Oji Paper Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(産業上の利用分野) 再生可能資源である森林資源のより一層有効な
利用方法の開発が現在大いに望まれているところ
である。また、パルプ工業や木材工業など木材を
原料とする工業では、木質系廃棄物の有効利用法
の確立が急がれている。本発明は、化学修飾によ
りプラスチツク性を付与した木材が、好ましくは
リグニンのフエノール類およびアルコール類によ
るソルボリシスを触媒の存在毛で、脂肪族又は芳
香族の多価アルコール類又はビスフエノール類に
容易に、高濃度に溶解するという事実、樹脂化後
に主成分の一つとして存在する化学修飾によりプ
ラスチツク化した木材成分が、接着剤の接着性能
の増大に寄与するという事実、および更に、上記
の溶解液がα−オレフイン・無水マレイン酸共重
合樹脂と組合せることにより、樹脂化し得、すぐ
れた性質をもつ接着剤となりうるという事実を見
出したことにより完成されたものである。 本発明は、化学的に改質された木材などリグノ
セルロース材料(以下多くの場合、単に木材と称
する)を、好ましくは、適当な触媒の存在下で、
270℃までの温度、好ましくは80〜100℃程度の中
温での処理により、50重量%以上という高濃度域
を高め、芳香族又は脂肪族多価アルコール類又は
ビスフエノール類に溶解させ、必要に応じて中和
したのち、エピクロルヒドリンと適当な縮合触媒
の存在下でグリシジルエーテル化して得た第1の
成分と、α−オレフイン・無水マレイン酸共重合
体樹脂を主体として成る第2の成分との組合せか
ら成ることを特徴とする二液式プラスチツク化リ
グノセルロース・α−オレフイン・無水マレイン
酸樹脂接着剤に関するものである。この場合必要
により、さらに金属水酸化物及び金属酸化物から
選ばれた1又は2以上の化合物と、スチレンブタ
ジエンバーラテツクスを存在させるとき、さらに
望ましい結果を得ることができる。 したがつて、本発明は、木材を利用した非ホル
マリン系接着剤を提供することに大きな特徴があ
り、プラスチツク化木材を270℃まで加熱すれば、
芳香族又は脂肪族多価アルコール類又はビスフエ
ノール類に容易に溶解させうること、さらに、そ
の溶解のさいに、塩酸、ルイス酸などの酸又はカ
性ソーダ、カ性カリなどのアルカリの存在など適
切な条件を採用すれば、木材中の主成分の一つで
あるリグニンのソルボリシスを部分的に、種々の
度合に惹起させることができ、比較的緩やかな条
件で溶解液をうることなどから容易にかかる接着
剤を提供できることも特徴の一つとする。このさ
い、多価アルコール類又はビスフエノール類100
部に対し、プラスチツク化木材を10〜1000部と広
範囲に混合せしめることができる。なお、プラス
チツク化木材を芳香族又は脂肪族多価アルコール
類又はビスフエノール類に対し、高濃度で溶解さ
せるためには、メタノール、アセトンなど低沸点
の溶媒と多価アルコール又はビスフエノール類の
混合溶媒を用い、ソルボリシス後前者を留去せし
めることにより、多価アルコール又はビスフエノ
ール類への溶解濃度を高めることができる。 本発明の接着剤の接着作用は、溶解させたプラ
スチツク化木材成分を起因するものであること
も、本発明の特徴の一つである。 (従来技術) エステル化または、エーテル化のような簡単な
化学反応によつて、木材にプラスチツク性を付与
し、それにより、木材を含む木質系原料のより高
度で、新しい形での利用を図ろうとする試みが、
すでに提案されている。 例えば、特開昭57−103804号および同56−
135552号には、エステル化やエーテル化により、
木材の水酸基の一部あるいは全部に有機基を導入
する技術が開示され、このようにして得られたプ
ラスチツク化木材は、そのまま、あるいは各種合
成高分子化合物と混合して成形原料として用いう
ることが記載されている。また、特開昭57−2360
号には、水酸基の一部に、置換基をエステル化ま
たはエーテル化により導入し、得られるプラスチ
ツク化木材を有機溶媒に溶解することからなる溶
液を調製する技術が開示され、また、調製された
溶液は、単独、または、各種合成高分子物質共溶
下でフイルムに成形することが可能であること、
さらには、誘導体化された木材成分を分別するこ
とも可能であることが記載されている。 この外、プラスチツク化木材をフエノール類に
溶解させ、溶解液をフエノール類・ホルムアルデ
ヒド系接着剤とする技術、およびその溶解のさい
にフエノリシスを併起させ、溶液特性のすぐれた
フエノール・ホルムアルデヒド樹脂接着剤系統の
接着剤とする技術、繊維化する技術、さらには、
プラスチツク化木材を芳香族および脂肪族の多価
アルコール類に溶解させる技術、その溶解により
得られた溶解液より発泡樹脂化物を調製する技術
について、現在特許出願中である。 (発明が解決しようとする問題点) しかし、従来、木材などリグノセルロースを主
成分の一つとし、しかも溶液物性、接着性能にす
ぐれたプラスチツク化リグノセルロース・α−オ
レフイン−無水マレイン酸樹脂接着剤について
は、これまで提案されていない。 これまで木材成分の一つであるリグニンから接
着剤を製造することについては、検討例がいくつ
かあるが、その殆どがフエノール・ホムムアルデ
ヒド樹脂系接着剤の製造に関するものであり、エ
ポキシ樹脂接着剤の製造例は少く、しかもそれは
チオリグニンからの製造例で、しかもその性能・
性質に問題が多かつた。エポキシ化についての提
案は、内容的に、合成エポキシ中間体の製造や、
尿素樹脂の増量剤という観点からの検討に止ま
り、接着剤化までの検討を行つている例でも、最
終生成物は、溶液性が悪く、接着の作業性に問題
のあるものであつた。 本発明の目的は、溶液物性、作業性および接着
性にすぐれしかも、高級接着剤の範ちゆうに入る
新規な二液式プラスチツク化リグノセルロース・
α−オレフイン−無水マレイン酸樹脂接着剤を提
供することにある。 (問題点を解決するための手段) 本発明は、脂肪族又は芳香族多価アルコール類
あるいはビスフエノール類100部に対して、水酸
基の一部もしくは全部に少なくとも一種の置換基
を導入することにより、プラスチツク化した木材
などのリグノセルロース材料を、10〜1000部加え
て、ソルボリシスを併用して溶解し、そのさい一
般にはリグニンのソルボリシスを促進する酸又は
アルカリなどの触媒の存在下で、270℃以下、好
ましくは80〜100℃程度の中温に加熱してその主
成分をソルボリシスし、必要に応じて上記触媒に
用いた酸を中和したのち、得られたプラスチツク
化リグノセルロース溶液中の水酸基を、エピクロ
ルヒドリンと適当な縮合触媒、たとえば苛性ソー
ダ、四級アンモニウム塩、又はBF3などのような
ルイス酸などの存在下又は不存在下でグリシジル
エーテル化し、このようにして得た第1の成分
と、イソブチレンなどα−オフレイン・アミン類
や無水マレイン酸共重合体を主体とした第2の成
分との組合せに係る二液式プラスチツク化リグノ
セルロース・α−オレフイン−無水マレイン酸樹
脂接着剤に関するものである。 木材原料に置換基を導入するためのプスチツク
化改質反応は、木材原料中に存在するセルロー
ス、ヘルセルロール、あるいはリグニンを各々の
水酸基の少くとも一部に、置換基を導入する反応
である。 導入置換基の種類および導入のための反応は、
目的とするリグノセルロース樹脂化接着剤の種
類、および特性により選択すべきことはいうまで
もない。水酸基のエステル化ないしエーテル化反
応は木材などのリグノセルロース材料をプラスチ
ツク化改質するために比較的容易に採用すること
ができる反応である。 エステル化には酸ハロゲン化物、酸無水物、二
塩基酸無水物および脂肪酸などの各種酸が、ま
た、エーテル化には、塩化メチル、塩化エチル、
塩化アリル、塩化ベンジル、エチレンクロルヒド
リンなどハロゲン化物;モノクロル酢酸ナトリウ
ム、モノクロル酢酸などα−ハロゲン酸;硫酸ジ
メチル、硫酸ジエチルなどジアルキル硫酸エチレ
ンオキシド、プロピレンオキシドなどエポキシ化
合物;アクロニトリルなど陰性基で活性化された
ビニル化合物;ジアゾメタン;ホルムアルデヒド
などアルデヒド類;チタニウムアルキレートなど
の有機金属化合物などが改質剤として使用され
る。これらの反応では前者で硫酸、過塩素酸、ピ
リジン、塩化亜鉛などを、後者でカ性ソーダなど
アルカリを触媒として用いることができる。 導入される有機基としては、アセチル基、プロ
ピオニル基、ブチリル基、バレロイル基などの脂
肪酸アシル基;カルボキシプロペノイル基など二
塩基酸モノエステル基;ベンゾイル基その他の芳
香族アシル基;メチル基、エチル基などの低級ア
ルキル基;アリル基;カルボキシメチル基;ヒド
ロキシエチル基などのヒドロキシアルキル基;ポ
リオキシメチレン基、ポリオキルエチレングリコ
ール基などのポリオキシアルキレングリコール
基;ベンジル基、ベンチル基、オクチル基などの
長鎖アルキル基;シアノエチル基;メチレンエー
テル基;および類縁基などが好適である。さらに
これらの有機基の2種以上を、たとえば、アセチ
ル基とブチリル基を導入することも可能である。 また、有機基のほかに、無機基、たとえばニト
ロ基や、炭素、水素、酸素、窒素以外の原子を含
む有機基、たとえば有機金属基を導入しても良
い。導入置換基は必ずしも一種類に限る必要はな
い。 通切な置換度は、導入する置換基の種類と目的
とするリグノセルロース樹脂化接着剤の種類と目
的とする接着剤特性によつて異なる。 この木材のプラスチツク化改質処理は、公知の
方法に従つて実施できる。通常、溶媒または膨潤
剤の存在下に、室温ないし加温条件のもとで、繊
維状、粉体状の木材を改質剤を処理する。改質処
理した木材は十分に洗浄する。例えば、水または
メタノールに投入し、集し、水またはメタノー
ルで洗浄し、その後必要に応じ乾燥する。なお本
発明のリグノセルロース樹脂化接着剤製造にあた
つては、場合によつては、メタノール洗浄後、液
切りをして多価アルコールを加えたり、あるいは
メタノール洗浄後、当該多価アルコールで洗浄し
た上でその多価アルコールの必要量と混合するな
ど、改質木材の乾燥工程を省いて、直接、溶液化
の過程に入ることもできる。 本発明者の研究によれば、このような反応によ
り得られるプラスチツク化木材は、導入される置
換基の種類や置換度に応じ、多かれ少なかれ、こ
れに依存した熱可塑性が付与され、殆どの場合、
少なくとも適切な外部可塑剤をも併用すれば、熱
流動性を示すようになる。またそれらは、水、各
種水溶液、有機溶媒あるいは、それらの混合溶媒
に対する溶解性、親和性が改良され、高温で、長
時間をかけるというような厳しい溶解条件を採用
すれば、溶媒の選択により、完溶ないしそれに近
い溶解状態を示すことができる。そのさい、一般
に、置換基の分子容が大きく、置換度が比較的高
いものが、より大きいプラスチツク性を示す。 上記の各種の方法のうち、実用的な木材のプラ
スチツク化法は、アセチル化、マレイン酸あるい
はフタール酸によるモノエステル化、エチル化、
メチル化、カルボキシメチル化、ヒドロキシエチ
ル化、アリル化などである。これらは、導入され
る置換基が比較的小さいものの部類に入る。エー
テル化の場合は、置換度も割合低く、木材中の水
酸基の1/3がエーテル化されている程度のもので
ある。これらの場合、そのままでは、一般に熱流
動性はかなり低く、溶解性も限られてくる。 本発明は、このような事実を克服して、上記の
実用的なプラスチツク化木材をも含め、多価アル
コール類又はビスフエノール類に溶解して最終的
に、均一溶液状で必要に応じて樹脂化など接着剤
化を行うものである。 本発明の接着剤第1成分を製造するにあたつて
は、まず芳香族又は脂肪族多価アルコール類又は
ビスフエノール類に、プラスチツク化木材のよう
なプラスチツク化リグノセルロース材料を溶解す
る。 プラスチツク化木材の主成分、とくに、プラス
チツク化リグニン区分の分子内結合について少く
とも部分的にソルボリシスを併起させ、リグニン
分子内結合の種々の度合の開裂をはかることによ
り、緩やかな条件、すなわち、比較的低い溶解温
度と、短かい溶解時間において容易に溶解を行わ
せることを可能にし、プラスチツク化木材の多価
アルコール溶液又はフエノール溶液を容易に製造
し、その溶液性を高め、引続き行なう接着剤化を
行ないやすいものとし、この結果最終的に得られ
る接着剤の溶液物性がより良いものであるように
する。その溶解のさい、多価アルコール類あるい
はビスフエノール類は、一部、プラスチツク化木
材主成分、とくにリグニン側鎖α位に、化学結合
により導入さるが、これは接着材の接着性など特
性を高めるように働く。 この本発明の説明において、単にソルボリシス
すなわち加溶媒分解という総称名を用い、あとで
アルコリシス又はフエノリシスとはいつていない
が、これは、多価アルコールあるいはビスフエノ
ール類の作用を包含して示すためと、もう一つ
は、ヘキサンジオール又はビスフエノールAとア
セトン系など、多価アルコー又はビスフエノール
と共に何らかの意味のある低沸点容媒との混合系
を含めて用いるからである。 本発明で、メチル化木材、エチル化木材、カル
ボキシメチル化木材、ヒドロキシエチル化木材、
ヒドロキシプロピル化木材、アリル化木材、アセ
チル化木材、アセチルブチリル化木材、カルボキ
シプロペノイル化木材などを、多価アルコール
類、又はビスフエノール類と反応させるにあたつ
て、塩酸のような酸などの触媒のもとで行うと、
リグニン・炭水化物の結合を含むリグニン分子内
係合、とくにベンジルエーテル結合が切断され
て、リグニンは部分的に誘導体化され、溶解が促
進され、これらのプロスチツク化木材の多価アル
コール溶液ないしビスフエノール溶液を得ること
ができる。このため、プラスチツク化木材成分を
含め均一相での樹脂化が可能となり、リグノセル
ロース系の樹脂化接着剤の製造に好適となる。 本発明で用いる多価アルコール類としては、二
価アルコールとしてはエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、トリメチレングリコール;
1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオ
ール、1,6−ヘキサンジオール、2,5−ヘキ
サンジオール、2,4−ヘキサンジオール、1,
7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオー
ル、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジ
オール、ビナコール、シクロペンタン1,2−ジ
オール、シクロヘキサン−1,2−ジオール、シ
クロキサン1,4−ジオール、ポリオキシプロピ
レングリコール、ポリオキシプロピレン−ポリオ
キシエチレングリコールなどが、また3価アルコ
ールとしてはグリセリンなど、又ビスフエノール
類としては、ビスフエノールA、ビスフエノール
F、ハロゲン化ビスフエノールAなどを挙げるこ
とができる。これら多価アルコール類又はビスフ
エノール類は二種以上の混合物であつてよく、又
メタノールなど1価の低級アルコール類あるいは
アセトンなど、主として低沸点をもつ適当な容媒
類との混合物であつても良い。 本発明においてリグノセルロースエポキシ樹脂
成分を製造するにあたり、ソルボリシスを併用す
る溶解は、たとえば容媒を用いてたとえば、80℃
程度の中温で行なう場合には、クーラー付の容器
で行なうことができる。この場合室温から、各多
価アルコール溶解液の沸点までの温度で行うこと
ができ、溶解時間は、他の条件に左右されるが、
一般には15程度から数時間程度である。たとえば
触媒を使用しないときなど、多価アルコール又は
ビスフエノール溶解液の沸点以上270℃程度の温
度でソルボリシスを併用して溶解を行なう場合に
は、ふつう耐圧容器中で行うのがよい。これらの
結果、プラスチツク化木材の溶解濃度は、重量ベ
ースで、数%以下から95%の間で可能となる。 ソルボリシスを起こさせるためには、塩酸、硫
酸、トリフルオロ酢酸等の鉱酸から、塩化アルミ
ウム、塩化亜鉛;三フツ化ボロン等のルイス酸な
どの酸のような、リグニンのソルボリシスを促進
する触媒の存在下で加熱処理を行うととくに好適
である。又カ性ソーダなどアルカリ存在下で溶解
させることもできる。 メチル化木材、エチル化木材、アリル化木材、
カルボキシメチル化木材、ヒドロキシエチル化木
材、アセチル化木材などの場合、80℃程度で、上
記濃度範囲となるよう多価アルコール類又はビス
フエノール類に溶解させるときは、多価アルコー
ル又はビスフエノール類に対し、0.5から20%の
塩酸の共存が必要である。3〜10%の場合とくに
好結果を与える。数分から数時間でソルボリシス
を併起し、完全な溶液が得られる。 従来、木材のソルボリシスは高温が必要である
と一般に考えられていたのに対し、本発明の接着
剤の製造にあたつては、80℃程度の中温が可能で
あることは注目すべきところがある。 溶解装置としてニーダーなど、溶解時に十分な
撹拌が可能であり、しかもその撹拌時にトルクを
かけることができる反応器を用いると、溶解を助
長し、ソルボリシス・溶解条件を緩和することが
できるのでとくに好適である。また、溶解時に、
最初から、あるいは、その途中より、水やアセト
ンなどの有機溶媒を添加共存させ、より均一に混
合し、溶解することも可能である。 他方、塩酸などの触媒を用いない場合は、ふつ
う耐圧容器を反応器として用い、270℃程度まで
の温度で、出来れば撹拌下で15分から数時間程度
処理し、溶解させる。 ソルボリシスにあたつては、多価アルコール類
又はビスフエノール類100部に対し、リグノセル
ロース材料を10〜1000部の割合で加える。低濃度
溶液は、容易に調製できるが、木材成分利用の接
着剤として、その濃度が10%程度はなければ無意
味なので下限を10%とした。上限は、性能上十分
意味のある接着剤を、得る範囲として1000部とし
た。 以上の溶解操作のあと、必要に応じて、ソルボ
リシスの際使用した触媒を中和する。次の樹脂化
段階でカ性ソーダやアミン類を触媒につかう場合
は、この中和にあたつて、それらのカ性ソーダな
どを使つてよい。また、塩酸のような酸をその後
の樹脂化の触媒として用いるとか、塩酸やトリフ
ルオロ酢酸のような触媒を回収することができる
こともあり、それらの場合中和の必要はない。 第1成分の樹脂化段階は、得られたプラスチツ
ク化木材の多価アルコール又はビスフエノールの
溶液のグリシジルエーテル化、を行う過程であ
る。上記プラスチツク化リグノセルロース−多価
アルコールないしビスフエノー溶液中の各構成要
素の有する水酸基を、必要に応じて適当な触媒の
存在下でエピクロルヒドリンを加えて縮合しグリ
シジルエーテル化することにより、エポキシ樹脂
とする。この過程は、従来のビスフエールAなど
のグリシジルエーテル化の条件に準じて行なうこ
とが出来る。すなわち、必要な触媒としては、主
としてカ性ソーダを、グリシジルエーテル化すべ
き水酸基1モルに対し約1.4モル量、水溶液とし
て加えて用いる。三フツ化ホウ素テトラベンジル
アンモニウムクロリドなどを用いることもでき
る。触媒添加後、45℃に加熱し、水酸基に対し、
1.2モル当量のエピクロルヒドリンを激しく撹拌
しながら、すみやかに添加し、95℃に加温し、80
〜100分撹拌下で反応する。生成物を熱水中に投
入すると、二層に分離するので、塩化ナトリウム
やアルカリを含む水層をサイホンで除き、あめ状
の生成物を熱水で中性になるまで繰返し洗滌した
のち、105℃で3時間加熱して脱水してプラスチ
ツク化リグノセルロースエポキシ樹脂を得る。 このようにして得たプスチツク化リグノセルロ
ース・エポキシ樹脂接着剤成分は、接着剤として
用いる際にイソブチレンなどのα−オレフイン無
水マレイン酸共重合樹脂成分と組み合せ、これら
を混合して使用する。 プラスチツク化リグノセルロース・エポキシ樹
脂から成る成分と組み合わせて使用すべきα−オ
レフイン無水マレイン酸樹脂成分は、α−オレフ
インと無水マレイン酸の1:1共重合ポリマーの
水性懸濁液を主体とする。α−オレフインとして
はイソブチレンがもつとも好適である。 この場合、必要に応じて水酸化カルシウム又は
酸化カルシウムなどの金属水酸化物又は金属酸化
物の1種又は2種以上を存在させることができ
る。さらにスチレンブタジエンラバーラテツクス
を含む場合、さらに好適な結果を得ることができ
た。この場合は、使用にあたつて第1の成分と混
合した際、この接着剤は、上記α−オレフイン
(イソブチレン)・無水マレイン酸共重合体、金属
水酸化物、金属酸化物、スチレン・ブタジエンラ
バー・ラテツクス、及びエポキシ樹脂の4成分が
存在することとなり、α−オレフイン・無水マレ
イン酸共重合体は水に膨潤してカセイソーダなど
アルカリにより、ポリマー分子中のカルボキシル
基にNa基が結合し、ポリマーのナトリウム塩と
なつて溶解する。そして、ポリマー水溶液中に懸
濁している金属水酸化物又は金属酸化物によつ
て、Na基が再び他金属と置換されて水不溶性の
ポリマーとして凝集する。また、ポリーマと金属
塩間のイオン結合によつて連結し合う作用も生起
する。そしてエポキシ樹脂成分中の2個以上のエ
ポキシ基をもつエポキシ化合物がポリマーのカル
ボキシル基と反応して、ポリマー間に橋かけ反応
を起こし、懸濁液中の水分が被着剤に選択吸収さ
れたり蒸発することで、急激に懸濁が破壊されて
凝集を起こすなど、下記のいくつかの複合作用で
硬化接着を起こすと考えられる。 しかし、上記の説明は本発明の範囲を限定する
ことを意図するものでない。 この外、必要に応じさらに二級アミン類、ポリ
アミド樹脂、三フツ化ボロン・アミン錯体及び酸
無水物などの1種又は2種以上をさらに存在させ
ることができ、これにより硬化、3次元樹脂化を
助けることができる。この好適例としては、ジエ
チレントリアミン、トリエチレンテトラミン、N
−アミノエチルピペラジン、ジエチルアミノプロ
ピルアミン、ポリアミド樹脂、イミダゾール、ジ
アミノジフエニルメタン、ジアミノジフエニルス
ルホン、ジシアンジアミド、BF3−モノエチルア
ミン、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル
酸、メチルナジツク酸無水物、クロレンデツクア
ンハイドライト、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト、ジフエニルメタンジイソシアネート、などを
挙げることができ、必要に応じ、トリエチルアミ
ンなど3級アミンを併用すると、エポキシ基同士
の反応を行わせ、又は全体としての硬化反応を促
進することもできる。 本発明の接着剤を使用するにあたつては、前述
の第1と第2の両成分を混合して、中性ないしア
ルカリ性で使用する。 本発明の接着剤の性能をより改善するため、使
用前に各種の添加剤を添加することができる。た
とえば、接着剤のコスト低減、熱膨潤等の低下、
硬化収縮率の減少、硬化時の発熱の抑制、接着性
の改善などのため、充てん剤を加えることが望ま
しい。充てん剤の好適例としては、無機質のもの
では、砕石、砂、シリカ、タルク、炭酸カルシウ
ムなどの増量剤、マイカ、アスベスト、ガラス細
片などの補強性充てん剤、のほか、その目的に応
じて石英粉、グラフアイト、陶磁器粉、アルミ
ナ、シリカゲル(とくにシキソトロピツクな性質
を与えるため)、アルミニウム、酸化アルミ、鉄、
酸化鉄、銅など熱膨潤係数、熱伝導性、接着性に
寄与する物質又は酸化アンチモンなどの燃焼性を
与えるもの、微細なプラスチツク粉末(フエノー
ル樹脂、尿素樹脂など)のような軽量化の充てん
剤として機能をもつたものなどを加えることがで
きる。 さらに、接着剤の性能を改善するためには、プ
レポリマー溶液状接着剤に、天然および合成高分
子類、オリゴマー類、低分子量可塑剤、およびそ
の他公知の添加剤(耐熱剤、耐候剤、滑剤、繊維
状補強剤、など)などを添加することができる。 本発明の接着剤に用いられる高分子添加剤の例
としては、ポリアミド樹脂、ポルスルフイド樹
脂、トリフエニルホスハイト、さらに場合によつ
ては、コールタールなどがある。 オリゴマー類としては、フエノールホルマリン
初期縮合物などホルマリン樹脂類、低縮合度アル
キツド樹脂、ポリエチレングリコールエステルな
どグリコールエステル類を好適に用いることが出
来る。 低分子量可塑としては、フタル酸ジメチルなど
フタル酸ジエステル類、アジピン酸(2−エチル
ヘキシル)など脂肪族二塩基酸エステル類、ジブ
チルスズラウレート、ロジン類がある。 本発明の接着剤は、両成分を使用直前に混合
し、溶液ないしペースト状で被接着面に塗布する
ことにより使用される。接着温度、接着時間、接
着圧など接着条件は、従来のα−オレフイン・無
水マレイン酸樹脂接着剤で用いられている条件に
準じて設定しうる。すなわち、その配合組成によ
り常温および合様の加熱接着が可能であり、接着
時間も硬化剤種と接着温度により、数分から数時
間あるいは、数日といつた各様のものとなる。こ
の接着剤は、低い接着圧の下で、すぐれた接着を
行うことができる。 本発明の接着剤を用いる接着は、常温での圧
締、ホツトプレスによる加熱によるほか、高周波
加熱、マイクロ波加熱、低電圧加熱による熱圧に
よつて、適宜行うことが出来る。 本発明の接着剤は、木質建材用、一般木工用、
木材と他材料との接着に用いることができる外、
金属、プラスチツクなどを含めた各種の材料の接
着に用いることが出来る。 (実施例) 以下に実施例を挙げて更に説明する。 実施例 1 (1) メチル化木粉の製造 乾燥マカンバ木粉(20〜60メツシユ)50gを
1容簡易反応装置の反応フラスコ中に秤り取
り、トルエン500mlを加える。次いで、カ性ソ
ーダ40gを40%水溶液として加え、1時間室温
で撹拌し、マーセル化を行う。その後、50mlの
ヨウ化メチルを加えて、容器を密閉し、80℃に
昇温して、6時間反応させる。反応終了時に、
撹拌を止めると、反応系は二層に分離するの
で、上澄のトルエンを傾斜で除去し、酢酸酸性
アセトン・メタノール(3:7容)混液を注加
して、撹拌し、中和洗浄し、上澄液を除去す
る。引続いて、過剰のアセトンを同様に注加、
撹拌して2回洗浄し、集して、風乾、さらに
60℃送風乾燥器中で1日乾燥、最終的に50℃で
真空乾燥を行い試料を得る。得られたメチル化
木粉は、オレンジ色を帯びた黄色の、外観のあ
まり変化していない粉体状を呈している。みか
けの重量増加率は8%である。 (2) メチル化木粉からのエポキシ樹脂化接着剤の
製造 50ml容セパラブルフラスコにメチル木粉5g
とグリセリン5gを秤り取り、撹拌しながら、
35%塩酸水溶液0.62ml(塩酸添加良としてグリ
セリン量の5%)を加える。その後、80℃に昇
温し、撹拌しつつ2時間反応させ溶液化する。
その後、フラスコに冷却管を取りつけ、温度を
60℃に下げてエピクロルヒドリン15ml(グリセ
リンに対し3.57mole)を加える。撹拌しなが
らBF3−エーテル錯塩0.5mlを30分かけて滴下
し、その後2時間反応させる。ついで30%カ性
ソーダ水溶液15mlを10分の間に滴下し、1時間
反応させる。得られたグリシジル化化合物は褐
色粘調で、常温で液体であり、底部にNaCl(塩
化ナトリウム)が析出している。そこで、この
生成物を過剰の蒸溜水に投入し、傾斜で上燈を
除くことを繰返して、PH7まで洗浄し、60℃の
送風乾燥機にて、依存している水を除去した
(一夜)。 (3) 接着試験及び接着結果 (2)で製造したエポキシ樹脂系接着剤と市販の
イソブチレン(α−オレフイン)−無水マレイ
ン酸樹脂接着剤(クラタツクNo.110大鹿振興(株)
製)とを組み合せ、メチル化木材・エポキシ・
α−オレフイン・無水マレイン酸樹脂接着剤と
しての接着試験を行ない、接着性能を調べた。 両者の添加量の関係は、α−オレフイン・無
水マレイン酸樹脂100部に、メチル化木粉、エ
ポキシ樹脂を20部加えるというものであり、プ
レンド後よく混合したうえで、単板(カバ材)
に塗布し、3プライ合板として、JIS規格に準
じて試片を切り出し、引張剪断接着力を測定し
た。接着は2通りの条件で行つた。すなわち、
120℃、5Kgf/cm2で30分熱圧して硬化させる
条件と、5Kgf/cm2の加圧下常温で6時間接着
を行い硬化させる条件とである。 結果は、次表の通りである。
(Industrial Application Field) There is currently a great desire to develop more effective methods of using forest resources, which are renewable resources. In addition, in industries that use wood as raw materials, such as the pulp industry and the wood industry, there is an urgent need to establish methods for effectively utilizing wood waste. In the present invention, wood that has been chemically modified to have plastic properties can easily undergo solvolysis of lignin with phenols and alcohols into aliphatic or aromatic polyhydric alcohols or bisphenols using the presence of a catalyst. , the fact that it dissolves in a high concentration, the fact that the wood component that is made plastic through chemical modification and is present as one of the main components after resinization contributes to increasing the adhesive performance of the adhesive, and furthermore, the above-mentioned dissolving solution The invention was completed based on the discovery that by combining with an α-olefin/maleic anhydride copolymer resin, it can be made into a resin and become an adhesive with excellent properties. The present invention relates to chemically modified lignocellulosic materials such as wood (hereinafter often simply referred to as wood), preferably in the presence of a suitable catalyst.
By processing at a temperature up to 270℃, preferably at a medium temperature of about 80 to 100℃, a high concentration range of 50% by weight or more is increased, and it is dissolved in aromatic or aliphatic polyhydric alcohols or bisphenols, and the necessary The first component obtained by neutralization according to the conditions and glycidyl etherification in the presence of epichlorohydrin and a suitable condensation catalyst, and the second component mainly consisting of an α-olefin/maleic anhydride copolymer resin. The present invention relates to a two-component plasticized lignocellulose/α-olefin/maleic anhydride resin adhesive characterized in that it consists of a combination. In this case, even more desirable results can be obtained when, if necessary, one or more compounds selected from metal hydroxides and metal oxides and styrene-butadiene var latex are present. Therefore, the present invention has a major feature in providing a non-formalin adhesive using wood, and when plasticized wood is heated to 270°C,
It can be easily dissolved in aromatic or aliphatic polyhydric alcohols or bisphenols, and the presence of an acid such as hydrochloric acid or Lewis acid or an alkali such as caustic soda or potash during the dissolution. If appropriate conditions are adopted, solvolysis of lignin, one of the main components in wood, can be partially induced to various degrees, and it is easy to obtain a solution under relatively mild conditions. One of its features is that it can provide such adhesives. At this time, polyhydric alcohols or bisphenols 100
10 to 1000 parts of plasticized wood. In addition, in order to dissolve plasticized wood in aromatic or aliphatic polyhydric alcohols or bisphenols at a high concentration, a mixed solvent of a low boiling point solvent such as methanol or acetone and a polyhydric alcohol or bisphenols is used. By distilling off the former after solvolysis, the concentration dissolved in the polyhydric alcohol or bisphenols can be increased. Another feature of the present invention is that the adhesive action of the adhesive of the present invention is due to the dissolved plasticized wood component. (Prior art) A simple chemical reaction such as esterification or etherification imparts plastic properties to wood, thereby allowing wood and other wood-based raw materials to be used in more advanced and new ways. The attempt to
Already proposed. For example, JP-A-57-103804 and JP-A-56-103804
No. 135552 states that by esterification or etherification,
A technique for introducing organic groups into some or all of the hydroxyl groups of wood has been disclosed, and the plasticized wood obtained in this way can be used as a molding raw material as it is or by mixing it with various synthetic polymer compounds. Are listed. Also, JP-A-57-2360
The issue discloses a technique for preparing a solution consisting of introducing a substituent into some of the hydroxyl groups by esterification or etherification and dissolving the resulting plasticized wood in an organic solvent. The solution can be formed into a film either alone or in the co-dissolution of various synthetic polymer substances;
Furthermore, it is described that it is also possible to fractionate derivatized wood components. In addition, there is a technology in which plasticized wood is dissolved in phenols and the solution is made into a phenol/formaldehyde adhesive, and a phenol/formaldehyde resin adhesive with excellent solution properties that causes phenolysis during the dissolution. Techniques to make adhesives, fibers, and even
We are currently applying for patents regarding the technology for dissolving plasticized wood in aromatic and aliphatic polyhydric alcohols, and the technology for preparing foamed resin products from the resulting solution. (Problem to be solved by the invention) However, conventionally, plasticized lignocellulose/α-olefin/maleic anhydride resin adhesives have lignocellulose such as wood as one of the main components and have excellent solution properties and adhesive performance. has not been proposed so far. Until now, there have been several studies on producing adhesives from lignin, which is one of the wood components, but most of them are related to the production of phenol-homaldehyde resin adhesives, and epoxy resin adhesives. There are only a few examples of its production, and those are from thiolignin, and its performance and
There were many problems with its nature. Proposals regarding epoxidation are based on the production of synthetic epoxy intermediates,
Even in cases where studies have been carried out not only from the perspective of an extender for urea resins, but also to the development of adhesives, the final products have poor solubility and problems with adhesive workability. The object of the present invention is to develop a new two-component plasticized lignocellulose material that has excellent solution properties, workability, and adhesive properties, and which falls within the category of high-grade adhesives.
An object of the present invention is to provide an α-olefin-maleic anhydride resin adhesive. (Means for Solving the Problems) The present invention is achieved by introducing at least one substituent into part or all of the hydroxyl groups to 100 parts of aliphatic or aromatic polyhydric alcohols or bisphenols. 10 to 1000 parts of lignocellulosic material, such as plasticized wood, are added and dissolved using solvolysis, generally at 270°C in the presence of a catalyst such as an acid or alkali that promotes the solvolysis of the lignin. Thereafter, the main components are solvolysed by heating preferably to a medium temperature of about 80 to 100°C, and if necessary, the acid used in the catalyst is neutralized, and then the hydroxyl groups in the obtained plasticized lignocellulose solution are , glycidyl etherification of epichlorohydrin in the presence or absence of a suitable condensation catalyst, such as caustic soda, a quaternary ammonium salt, or a Lewis acid such as BF3 , and the first component thus obtained; This invention relates to a two-component plasticized lignocellulose/α-olefin-maleic anhydride resin adhesive in combination with a second component mainly consisting of α-offrein amines such as isobutylene and a maleic anhydride copolymer. . The plasticization modification reaction for introducing substituents into wood raw materials is a reaction in which substituents are introduced into at least some of the hydroxyl groups of cellulose, helselurol, or lignin present in the wood raw materials. The type of substituent to be introduced and the reaction for introduction are as follows:
Needless to say, the choice should be made depending on the type and characteristics of the intended lignocellulose resin adhesive. The esterification or etherification reaction of hydroxyl groups is a reaction that can be relatively easily employed to modify lignocellulosic materials such as wood into plastics. For esterification, various acids such as acid halides, acid anhydrides, dibasic acid anhydrides, and fatty acids are used. For etherification, methyl chloride, ethyl chloride,
Halides such as allyl chloride, benzyl chloride, and ethylene chlorohydrin; α-halogen acids such as sodium monochloroacetate and monochloroacetic acid; dialkyl sulfates such as dimethyl sulfate and diethyl sulfate; epoxy compounds such as ethylene oxide and propylene oxide; activated with negative groups such as acronitrile diazomethane; aldehydes such as formaldehyde; and organometallic compounds such as titanium alkylate are used as modifiers. In these reactions, sulfuric acid, perchloric acid, pyridine, zinc chloride, etc. can be used as a catalyst in the former, and an alkali such as caustic soda can be used in the latter. The organic groups to be introduced include fatty acid acyl groups such as acetyl, propionyl, butyryl, and valeroyl groups; dibasic acid monoester groups such as carboxypropenoyl; benzoyl and other aromatic acyl groups; methyl and ethyl groups. lower alkyl groups such as allyl groups; carboxymethyl groups; hydroxyalkyl groups such as hydroxyethyl groups; polyoxyalkylene glycol groups such as polyoxymethylene groups and polyokylethylene glycol groups; benzyl groups, bentyl groups, octyl groups, etc. Preferred are long-chain alkyl groups; cyanoethyl groups; methylene ether groups; and analogous groups. Furthermore, it is also possible to introduce two or more of these organic groups, for example, an acetyl group and a butyryl group. Furthermore, in addition to organic groups, inorganic groups such as nitro groups and organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen, and nitrogen, such as organometallic groups, may be introduced. The number of substituents to be introduced is not necessarily limited to one type. The exact degree of substitution varies depending on the type of substituent to be introduced, the type of the intended lignocellulose resin adhesive, and the intended adhesive properties. This plastic modification treatment of wood can be carried out according to known methods. Usually, fibrous or powdered wood is treated with a modifier in the presence of a solvent or swelling agent at room temperature or under heated conditions. Wash modified wood thoroughly. For example, it is poured into water or methanol, collected, washed with water or methanol, and then dried if necessary. In producing the lignocellulose resin adhesive of the present invention, in some cases, after washing with methanol, draining the liquid and adding polyhydric alcohol, or washing with methanol and then washing with the polyhydric alcohol. It is also possible to omit the drying process of the modified wood and directly enter the solution process, such as by mixing it with the necessary amount of polyhydric alcohol. According to the research of the present inventor, the plasticized wood obtained by such a reaction is imparted with thermoplasticity to a greater or lesser degree depending on the type and degree of substitution of substituents introduced, and in most cases ,
If at least an appropriate external plasticizer is also used, it will exhibit thermofluidity. In addition, they can improve their solubility and affinity in water, various aqueous solutions, organic solvents, or mixed solvents thereof, and can be improved by selecting a solvent by using severe dissolution conditions such as high temperatures and long periods of time. It can show a state of complete dissolution or close to complete dissolution. In general, substituents with a large molecular volume and a relatively high degree of substitution exhibit greater plasticity. Among the various methods mentioned above, the practical methods for making wood into plastics include acetylation, monoesterification with maleic acid or phthalic acid, ethylation,
These include methylation, carboxymethylation, hydroxyethylation, and allylation. These fall into the category of those in which the substituents introduced are relatively small. In the case of etherification, the degree of substitution is also relatively low, with only 1/3 of the hydroxyl groups in the wood being etherified. In these cases, thermal fluidity is generally quite low and solubility is limited as is. The present invention overcomes this fact and dissolves the above-mentioned practical plasticized wood in polyhydric alcohols or bisphenols and finally converts it into a homogeneous solution with resin as needed. It is used to make adhesives such as oxidation. In preparing the first component of the adhesive of the present invention, a plasticized lignocellulosic material, such as plasticized wood, is first dissolved in an aromatic or aliphatic polyhydric alcohol or bisphenols. By causing solvolysis to occur at least partially on the intramolecular bonds of the main component of plasticized wood, particularly the plasticized lignin segment, and by attempting to cleave various degrees of lignin intramolecular bonds, mild conditions, i.e., It enables easy dissolution at a relatively low dissolution temperature and short dissolution time, easily produces a polyhydric alcohol solution or phenol solution of plasticized wood, improves its solubility, and can be used as an adhesive subsequently. As a result, the solution properties of the adhesive finally obtained are to be better. During its dissolution, polyhydric alcohols or bisphenols are partially introduced into the main component of the plasticized wood, particularly at the alpha position of the lignin side chain, through chemical bonding, which improves the adhesive properties and other properties of the adhesive. work like that. In this description of the present invention, the general term solvolysis or solvolysis is used, and the term alcoholysis or phenolysis is not used later, but this is intended to encompass the effects of polyhydric alcohols or bisphenols. The other reason is that a mixed system of hexanediol or bisphenol A and a certain low-boiling point medium together with a polyhydric alcohol or bisphenol, such as an acetone system, is used. In the present invention, methylated wood, ethylated wood, carboxymethylated wood, hydroxyethylated wood,
When reacting hydroxypropylated wood, allylated wood, acetylated wood, acetylbutylated wood, carboxypropenoylated wood, etc. with polyhydric alcohols or bisphenols, acids such as hydrochloric acid, etc. When carried out under the catalyst of
The intramolecular bonds of lignin, including lignin-carbohydrate bonds, especially benzyl ether bonds, are cleaved, and lignin is partially derivatized, promoting dissolution, and these prosthetic woods are dissolved in polyhydric alcohol or bisphenol solutions. can be obtained. Therefore, it becomes possible to form a resin in a homogeneous phase including the plasticized wood component, making it suitable for producing a lignocellulose-based resinized adhesive. The polyhydric alcohols used in the present invention include ethylene glycol, propylene glycol, and trimethylene glycol as dihydric alcohols;
1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 2,5-hexanediol, 2,4-hexanediol, 1,
7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, binacol, cyclopentane 1,2-diol, cyclohexane-1,2-diol, cycloxane 1,4-diol , polyoxypropylene glycol, polyoxypropylene-polyoxyethylene glycol, etc., trihydric alcohols such as glycerin, bisphenols such as bisphenol A, bisphenol F, halogenated bisphenol A, etc. Can be done. These polyhydric alcohols or bisphenols may be a mixture of two or more types, or may be a mixture with a suitable vehicle mainly having a low boiling point, such as a monohydric lower alcohol such as methanol or acetone. good. In producing the lignocellulose epoxy resin component in the present invention, dissolution using solvolysis is carried out using a medium, for example, at 80°C.
When carrying out the process at medium temperature, it can be carried out in a container equipped with a cooler. In this case, it can be carried out at a temperature from room temperature to the boiling point of each polyhydric alcohol solution, and the dissolution time depends on other conditions,
Generally, it takes about 15 to several hours. For example, when a catalyst is not used and the dissolution is carried out using solvolysis at a temperature above the boiling point of the polyhydric alcohol or bisphenol solution or about 270°C, it is usually best to carry out the dissolution in a pressure-resistant container. As a result, the dissolution concentration of plasticized wood can range from less than a few percent to 95 percent on a weight basis. In order to cause solvolysis, catalysts that promote solvolysis of lignin, such as mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, trifluoroacetic acid, aluminum chloride, zinc chloride, and Lewis acids such as boron trifluoride, are used. It is particularly suitable to carry out the heat treatment in the presence of the above. It can also be dissolved in the presence of an alkali such as caustic soda. Methylated wood, ethylated wood, allylated wood,
In the case of carboxymethylated wood, hydroxyethylated wood, acetylated wood, etc., when dissolving it in polyhydric alcohol or bisphenols to the above concentration range at about 80℃, dissolve it in polyhydric alcohol or bisphenol. On the other hand, the coexistence of 0.5 to 20% hydrochloric acid is required. 3 to 10% gives particularly good results. Solvolysis occurs in a few minutes to a few hours, and a complete solution is obtained. In the past, it was generally thought that solvolysis of wood required high temperatures, but it is noteworthy that medium temperatures of around 80°C are possible when producing the adhesive of the present invention. . It is particularly suitable to use a reactor such as a kneader as the dissolving device, which is capable of sufficient stirring during dissolution and can also apply torque during the stirring, since it can promote dissolution and ease the solvolysis and dissolution conditions. It is. Also, during dissolution,
It is also possible to mix and dissolve more uniformly by adding an organic solvent such as water or acetone from the beginning or during the process. On the other hand, when a catalyst such as hydrochloric acid is not used, a pressure-resistant container is usually used as a reactor, and the reaction is carried out at a temperature up to about 270°C, preferably with stirring, for about 15 minutes to several hours to dissolve it. For solvolysis, 10 to 1000 parts of lignocellulose material is added to 100 parts of polyhydric alcohol or bisphenol. A low concentration solution can be easily prepared, but as an adhesive using wood components, it is meaningless unless the concentration is around 10%, so the lower limit was set at 10%. The upper limit was set at 1000 parts as a range to obtain an adhesive that is sufficiently meaningful in terms of performance. After the above dissolution operation, the catalyst used during solvolysis is neutralized, if necessary. If caustic soda or amines are used as a catalyst in the next resin formation step, these caustic sodas may be used for neutralization. Furthermore, it is possible to use an acid such as hydrochloric acid as a catalyst for subsequent resin formation, or to recover a catalyst such as hydrochloric acid or trifluoroacetic acid, in which case there is no need for neutralization. The step of converting the first component into a resin is a process in which a polyhydric alcohol or bisphenol solution of the obtained plasticized wood is converted into glycidyl ether. The hydroxyl groups of each component in the plasticized lignocellulose-polyhydric alcohol or bisphenol solution are condensed by adding epichlorohydrin in the presence of an appropriate catalyst if necessary to convert them into glycidyl ethers, thereby producing an epoxy resin. . This process can be carried out according to the conditions for conventional glycidyl etherification of bisphaere A and the like. That is, the necessary catalyst is mainly caustic soda, which is added as an aqueous solution in an amount of about 1.4 mol per mol of hydroxyl group to be glycidyl etherified. Boron trifluoride tetrabenzyl ammonium chloride and the like can also be used. After adding the catalyst, heat it to 45℃ and react to the hydroxyl group.
Immediately add 1.2 molar equivalents of epichlorohydrin with vigorous stirring, warm to 95°C, and
React under stirring for ~100 min. When the product is put into hot water, it separates into two layers, so the aqueous layer containing sodium chloride and alkali is removed with a siphon, and the candy-like product is repeatedly washed with hot water until it becomes neutral. The mixture is heated at ℃ for 3 hours to dehydrate to obtain a plasticized lignocellulose epoxy resin. The plasticized lignocellulose/epoxy resin adhesive component thus obtained is used in combination with an α-olefin maleic anhydride copolymer resin component such as isobutylene when used as an adhesive. The alpha-olefin maleic anhydride resin component to be used in combination with the plasticized lignocellulose epoxy resin component is based on an aqueous suspension of a 1:1 copolymer of alpha-olefin and maleic anhydride. Isobutylene is also preferred as the α-olefin. In this case, one or more metal hydroxides or metal oxides such as calcium hydroxide or calcium oxide may be present as necessary. Furthermore, when styrene-butadiene rubber latex was included, even more suitable results could be obtained. In this case, when mixed with the first component for use, this adhesive will contain the above α-olefin (isobutylene)/maleic anhydride copolymer, metal hydroxide, metal oxide, styrene/butadiene. There are four components: rubber latex and epoxy resin, and the α-olefin/maleic anhydride copolymer swells in water and is bonded to the carboxyl group in the polymer molecule by an alkali such as caustic soda. It dissolves as the sodium salt of the polymer. Then, the Na group is again substituted with another metal by the metal hydroxide or metal oxide suspended in the aqueous polymer solution, and the polymer aggregates as a water-insoluble polymer. In addition, a bonding effect occurs between the polymer and the metal salt through ionic bonding. Then, the epoxy compound having two or more epoxy groups in the epoxy resin component reacts with the carboxyl group of the polymer, causing a cross-linking reaction between the polymers, and water in the suspension is selectively absorbed by the adherend. It is thought that curing and adhesion occur due to several combined effects described below, such as evaporation, which rapidly breaks the suspension and causes aggregation. However, the above description is not intended to limit the scope of the invention. In addition, one or more of secondary amines, polyamide resins, boron trifluoride amine complexes, acid anhydrides, etc. can be further present as required, thereby curing and forming a three-dimensional resin. can help. Suitable examples include diethylenetriamine, triethylenetetramine, N
-Aminoethylpiperazine, diethylaminopropylamine, polyamide resin, imidazole, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenyl sulfone, dicyandiamide, BF3 -monoethylamine, phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylnadic anhydride, chlorendican Examples include hydrite, hexamethylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc. If necessary, when used in combination with a tertiary amine such as triethylamine, epoxy groups can react with each other or accelerate the curing reaction as a whole. You can also do that. When using the adhesive of the present invention, both the first and second components described above are mixed and used in a neutral or alkaline state. In order to further improve the performance of the adhesive of the present invention, various additives can be added before use. For example, reducing the cost of adhesives, reducing thermal swelling, etc.
It is desirable to add a filler to reduce curing shrinkage, suppress heat generation during curing, and improve adhesion. Suitable examples of fillers include inorganic fillers such as crushed stone, sand, silica, talc, fillers such as calcium carbonate, reinforcing fillers such as mica, asbestos, and glass chips, and other fillers depending on the purpose. Quartz powder, graphite, ceramic powder, alumina, silica gel (particularly to impart thixotropic properties), aluminum, aluminum oxide, iron,
Substances that contribute to thermal expansion coefficient, thermal conductivity, and adhesion, such as iron oxide and copper, or substances that provide combustibility, such as antimony oxide, and weight-saving fillers, such as fine plastic powders (phenolic resin, urea resin, etc.) You can add things that have functions as . Additionally, to improve adhesive performance, prepolymer solution adhesives may be supplemented with natural and synthetic polymers, oligomers, low molecular weight plasticizers, and other known additives such as heat and weathering agents, lubricants, etc. , fibrous reinforcing agents, etc.). Examples of polymeric additives used in the adhesive of the present invention include polyamide resins, polysulfide resins, triphenyl phosphite, and in some cases, coal tar. As oligomers, formalin resins such as phenol-formalin initial condensates, low condensation degree alkyd resins, and glycol esters such as polyethylene glycol esters can be suitably used. Examples of low molecular weight plasticizers include phthalic acid diesters such as dimethyl phthalate, aliphatic dibasic acid esters such as adipic acid (2-ethylhexyl), dibutyltin laurate, and rosins. The adhesive of the present invention is used by mixing both components immediately before use and applying the solution or paste to the surface to be adhered. Adhesion conditions such as adhesion temperature, adhesion time, and adhesion pressure can be set according to conditions used in conventional α-olefin/maleic anhydride resin adhesives. That is, depending on the composition, it is possible to heat bond at room temperature or as a composite, and the bonding time varies from several minutes to several hours or even several days, depending on the type of curing agent and the bonding temperature. This adhesive can provide excellent adhesion under low adhesive pressure. Adhesion using the adhesive of the present invention can be suitably carried out by pressing at room temperature, heating with a hot press, or by hot pressure using high-frequency heating, microwave heating, or low-voltage heating. The adhesive of the present invention can be used for wooden building materials, general woodworking,
In addition to being able to be used for bonding wood and other materials,
It can be used to bond various materials including metals, plastics, etc. (Example) Examples will be given below for further explanation. Example 1 (1) Production of methylated wood flour 50 g of dried Macamba wood flour (20 to 60 meshes) was weighed into a reaction flask of a 1-volume simple reaction device, and 500 ml of toluene was added. Next, 40 g of caustic soda was added as a 40% aqueous solution and stirred at room temperature for 1 hour to effect mercerization. Thereafter, 50 ml of methyl iodide is added, the container is sealed, the temperature is raised to 80°C, and the reaction is allowed to proceed for 6 hours. At the end of the reaction,
When the stirring is stopped, the reaction system separates into two layers, so remove the supernatant toluene with a slant, add a mixture of acetic acid and acetone/methanol (3:7 volume), stir, and neutralize and wash. , remove the supernatant. Subsequently, excess acetone is added in the same manner,
Stir and wash twice, collect, air dry, and then
Dry for one day in a blow dryer at 60°C, and finally vacuum dry at 50°C to obtain a sample. The obtained methylated wood flour is in the form of an orange-yellow powder whose appearance has not changed much. The apparent weight increase rate is 8%. (2) Production of epoxy resin adhesive from methylated wood flour 5g of methylated wood flour in a 50ml separable flask
Weigh out 5g of glycerin and stir while stirring.
Add 0.62 ml of a 35% aqueous hydrochloric acid solution (5% of the amount of glycerin if hydrochloric acid is added). Thereafter, the temperature was raised to 80°C, and the mixture was reacted for 2 hours with stirring to form a solution.
Then, attach a cooling tube to the flask and adjust the temperature.
Lower the temperature to 60°C and add 15 ml of epichlorohydrin (3.57 mole of glycerin). While stirring, 0.5 ml of BF 3 -ether complex salt was added dropwise over 30 minutes, and the mixture was allowed to react for 2 hours. Then, 15 ml of a 30% caustic soda aqueous solution was added dropwise over a period of 10 minutes, and the mixture was allowed to react for 1 hour. The obtained glycidylated compound has a brown viscosity and is liquid at room temperature, with NaCl (sodium chloride) precipitated at the bottom. Therefore, this product was poured into excess distilled water, the top light was removed by tilting it repeatedly, the pH was washed to 7, and the dependent water was removed in a blow dryer at 60°C (overnight). . (3) Adhesion test and adhesion results Epoxy resin adhesive manufactured in (2) and commercially available isobutylene (α-olefin)-maleic anhydride resin adhesive (Kurataku No. 110 Oshika Shinko Co., Ltd.)
), methylated wood, epoxy,
An adhesion test was conducted as an α-olefin/maleic anhydride resin adhesive to examine the adhesive performance. The relationship between the amounts of the two added is that 20 parts of methylated wood flour and epoxy resin are added to 100 parts of α-olefin/maleic anhydride resin, and after blending and mixing thoroughly, veneer (birch wood)
A sample was cut out according to JIS standards to make a 3-ply plywood, and the tensile shear adhesive strength was measured. Adhesion was carried out under two conditions. That is,
Two conditions were used: heat-pressing and curing at 120° C. and 5 kgf/cm 2 for 30 minutes, and bonding and curing at room temperature for 6 hours under a pressure of 5 kgf/cm 2 . The results are shown in the table below.

【表】 実施例 2 (1) メチル化木粉の製造 実施例1の(1)と同様にして製造した。 (2) メチル化木粉からビスフエノールA型エポキ
シ樹脂の製造 ビスフエール−A8gとエタノール5ml、お
よび35%塩酸水溶液1mlを50mlのセパラブルフ
ラスコに秤り取り、よく混合したのち、メチル
化木粉6gを加える。80℃で1時間放置したの
ち、1時間撹拌すると、メチル化木粉は完全に
溶解し、黒色の糸をひく粘稠な溶液となる。そ
の溶液に、カ性ソーダ8gを含む30%カ性ソー
ダ溶液をゆつくりと滴下して、PH12程度のアル
カリ性とする。さらに、エピクロルヒドリン13
mlを加えたのち、95℃に昇温して、1.5時間、
撹拌下で反応させる。得らえた黄褐色の反応液
を、過剰の熱水中に投入すると、無機塩類やア
ルカリを含む水相と独特の光沢(金属調の光
沢)をもつ樹脂相の2相に分離する。水相を傾
斜で除去し、再び熱水中に投入するという操作
を繰返し、中性になるまで、樹脂相を洗浄す
る。その後、105℃で3時間加熱し、脱水を進
める。この段階で、樹脂はなお水分をある程度
保有しているが、ペースト状である。 (3) 接着試験および接着結果 (2)項で調製したエポキシ樹脂系接着材100部、
市販イソブチレン(α−オレフイン)−無水マ
レイン酸樹脂接着剤の主剤(クラタツクNo.110
大鹿振興(株)製)20部、および接着剤の3次元硬
化促進剤として、ポリメリツクMDI10部を、
接着直前に混合し、実施例1とほぼ同様に接着
し、引張せん断接着力を測定した。ただし、接
着条件は、120℃、5Kgf/cm2で20分熱圧する
という条件を用いた。その結果、平均常態接着
力として25.3Kgf/cm2、煮沸繰返し後の接着力
として12.6Kgf/cm2の値が得られ、JAS 1類
合板の基準を満すものとすることが知られた。
[Table] Example 2 (1) Production of methylated wood flour Produced in the same manner as in Example 1 (1). (2) Production of bisphenol A type epoxy resin from methylated wood flour Weigh 8 g of Bisphenol-A, 5 ml of ethanol, and 1 ml of 35% hydrochloric acid aqueous solution into a 50 ml separable flask, mix well, and then add 6 g of methylated wood flour. Add. After being left at 80°C for 1 hour and then stirred for 1 hour, the methylated wood flour was completely dissolved, forming a viscous solution with black strings. A 30% caustic soda solution containing 8 g of caustic soda is slowly added dropwise to the solution to make it alkaline to about PH12. In addition, epichlorohydrin 13
After adding ml, raise the temperature to 95℃ and incubate for 1.5 hours.
Allow to react under stirring. When the resulting yellow-brown reaction solution is poured into excess hot water, it separates into two phases: an aqueous phase containing inorganic salts and alkalis, and a resin phase with a unique luster (metallic luster). The operation of removing the aqueous phase by decanting and pouring it into hot water again is repeated to wash the resin phase until it becomes neutral. Then, heat at 105°C for 3 hours to proceed with dehydration. At this stage, the resin still retains some moisture but is pasty. (3) Adhesion test and adhesion results 100 parts of the epoxy resin adhesive prepared in section (2),
Main ingredient of commercially available isobutylene (α-olefin)-maleic anhydride resin adhesive (Kurataku No. 110
20 parts (manufactured by Ohshika Shinko Co., Ltd.) and 10 parts of Polymeric MDI as a three-dimensional curing accelerator for the adhesive.
Immediately before adhesion, the materials were mixed and adhered in substantially the same manner as in Example 1, and the tensile shear adhesive strength was measured. However, the bonding conditions used were heat pressing at 120° C. and 5 kgf/cm 2 for 20 minutes. As a result, the average normal adhesive strength was 25.3 Kgf/cm 2 and the adhesive strength after repeated boiling was 12.6 Kgf/cm 2 , which was found to meet the standards for JAS Class 1 plywood.

【特許請求の範囲】[Claims]

1 フエノール類100部に、水酸基の一部もしく
は全部に少なくとも一種の置換基を導入すること
によりプラスチツク化した木材などのプラスチツ
ク化リグノセルロース材料を10〜1000部加えて、
ソルボリシスを併用して溶解し、次いで、用いた
フエノール類1モルに対し、0.7〜1モル程度の
ホルムアルデヒドを含むホルマリンを加えて、酸
触媒下で反応させ、系中にノボラツク樹脂を生成
せしめたのち、エピクロルヒドリンを加えて、縮
合触媒存在下で縮合し、グリシジルエーテル化す
ることを特徴とするプラスチツク化リグノセルロ
ース・ノボラツク・エポキシ樹脂接着剤の製造
法。 2 フエノール類によるソルボリシスを、リグニ
ンのソルボリシスを促進する触媒の存在下で行う
特許請求の範囲第1項記載のプラスチツク化リグ
ノセルロース・ノボラツク・エポキシ樹脂接着剤
の製造法。 3 フエノール類によるソルボリシスを促進する
触媒が、鉱酸、ルイス酸を含む酸である特許請求
の範囲第2項記載のプラスチツク化リグノセルロ
ース・ノボラツクエポキシ樹脂接着剤の製造法。 4 フエノール類によるソルボリシスを、270℃
1. To 100 parts of phenols, add 10 to 1000 parts of plasticized lignocellulose material such as wood that has been made into plastic by introducing at least one substituent to some or all of the hydroxyl groups,
After dissolving using solvolysis, formalin containing about 0.7 to 1 mole of formaldehyde is added to 1 mole of the phenol used, and the mixture is reacted under an acid catalyst to produce a novolak resin in the system. A method for producing a plasticized lignocellulose novolac epoxy resin adhesive, which comprises adding epichlorohydrin, condensing the adhesive in the presence of a condensation catalyst, and converting the adhesive into glycidyl ether. 2. The method for producing a plasticized lignocellulose novolac epoxy resin adhesive according to claim 1, wherein the solvolysis with phenols is carried out in the presence of a catalyst that promotes the solvolysis of lignin. 3. The method for producing a plasticized lignocellulose/novolac epoxy resin adhesive according to claim 2, wherein the catalyst that promotes solvolysis by phenols is an acid including a mineral acid or a Lewis acid. 4 Solvolysis with phenols at 270℃

Claims (1)

スチツク化リグノセルロース・α−オレフイン−
無水マレイン酸樹脂接着剤。 4 第1の成分が、脂肪族又は芳香族多価アルコ
ール類あるいはビスフエノール類によるソルボリ
シスを、リグニンのソルボリシスを促進する触媒
の存在下で行つたものである特許請求の範囲第1
項記載の二液式プラスチツク化リグノセルロー
ス・α−オレフイン−無水マレイン酸樹脂接着
剤。
Sticky lignocellulose/α-olefin
Maleic anhydride resin adhesive. 4. Claim 1, wherein the first component is solvolysis using aliphatic or aromatic polyhydric alcohols or bisphenols in the presence of a catalyst that promotes solvolysis of lignin.
The two-component plasticized lignocellulose/α-olefin-maleic anhydride resin adhesive described in 2.
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