專利名稱：：一種人造板用膠粘劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種膠粘劑及其制備方法，特別涉及一種用于制備人造板的膠粘劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著建筑、裝飾裝修、包裝等行業(yè)的迅猛發(fā)展，我國人造板的產(chǎn)量飛速增長。2006年，我國人造板產(chǎn)值1270億元，人造板總產(chǎn)量7428萬立方米，其中膠合板2729萬立方米、細(xì)木工板1155萬立方米。人造板總產(chǎn)量、膠合板產(chǎn)量、家具產(chǎn)量均位居世界第一位。木地板產(chǎn)銷量僅低于歐盟總量。由于人造板生產(chǎn)中普遍采用的是甲醛系膠粘劑，特別是大量使用脲醛樹脂膠粘劑，導(dǎo)致人造板及其制品(家具、木地板、室內(nèi)木質(zhì)裝飾材料等)存在著甲醛釋放問題，是室內(nèi)空氣污染中甲醛污染的主要來源。隨著人們健康意識、室內(nèi)環(huán)境意識、生活質(zhì)量意識的日益提高，人造板甲醛釋放造成的污染空氣、損害健康問題越來越受到人們的重視。在我國的城市，繼"煤煙型"、"光化學(xué)煙霧型"污染后，現(xiàn)代人正陷身于以"室內(nèi)空氣污染"為標(biāo)志的第三污染時期。一項北京城區(qū)居室污染物檢測結(jié)果表明，室內(nèi)空氣污染程度比室外高4-8倍；被稱為"四大隱形殺手"之一的甲醛的平均濃度超標(biāo)6-7倍。甲醛對眼、粘膜和呼吸道有刺激作用，會引起慢性呼吸道疾病、過敏性鼻炎、免疫功能下降等；被認(rèn)為是潛在的致癌物質(zhì)，可能是鼻癌、咽喉癌、皮膚癌的誘因。據(jù)統(tǒng)計，我國每年由室內(nèi)空氣污染引起的超額死亡數(shù)達(dá)11.1萬人，超額門診數(shù)22萬人次，超額急診數(shù)430萬人次。解決人造板甲醛釋放問題己經(jīng)到了刻不容緩的地步。目前，降低人造板甲醛釋放量的方法主要有如下4種l)采用低摩爾比改性脲醛樹脂膠粘劑；2)采用其他環(huán)保型膠粘劑；3)在人造板用脲醛樹脂膠粘劑中加入甲醛捕捉劑；4)對人造板進(jìn)行后處理。但是，這些技術(shù)方法都存在著諸多缺陷。例如1)采用低摩爾比改性脲醛樹脂膠粘劑雖然能夠有效降低人造板產(chǎn)品的甲醛釋放量，但是產(chǎn)品的膠合強(qiáng)度也往往降低，不能滿足使用要求；并且固化時間延長，生產(chǎn)效率降低；2)采用其他環(huán)保型膠粘劑，如異氰酸酯類膠粘劑，導(dǎo)致人造板的生產(chǎn)成本大幅度增加，企業(yè)和用戶都難以接受；如只采用單一的堿性豆粉膠粘劑制備的人造板膠合強(qiáng)度低，人造板易開膠；3)在人造板用脲醛樹脂膠粘劑中加入甲醛捕捉劑，雖然能夠有效降低人造板游離甲醛釋放量，但是往往同時降低人造板的膠合強(qiáng)度；同時，一般甲醛捕捉劑價格往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于脲醛樹脂膠粘劑，其加入就提高了產(chǎn)品成本，降低了產(chǎn)品競爭力；4)對人造板進(jìn)行后處理，如公開號為CN1526528的發(fā)明專利申請中公開了一種采用氨氣真空法制備El/EO級環(huán)保型人造板的制造工藝；公開號為CN2394770的實用新型專利中公開了一種降低人造板甲醛釋放量的處理裝置，這些后處理方法，不僅使得人造板的制造工藝復(fù)雜，而且后處理設(shè)備投資巨大，生產(chǎn)成本明顯提高。綜上所述，上述措施雖然能夠有效降低人造板游離甲醛釋放量，但是不能徹底解決甲醛釋放問題，或由于生產(chǎn)成本過高而無法推廣。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種人造板用膠粘劑及其制備方法。本發(fā)明方法工藝簡單，操作方便，生產(chǎn)的膠粘劑不含甲醛，是一種環(huán)保型人造板用膠粘劑。為實現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明一方面提供一種人造板用膠粘劑，其原料包括分散介質(zhì)、脫脂豆蛋白粉、碳酸鈉和絡(luò)合劑，其中絡(luò)合劑包括氯化鋅、硫酸銅、碳酸鋯。其中，原料的重量份配比為分散介質(zhì)70-80、脫脂豆蛋白粉20-35、碳酸鈉0.5-3、絡(luò)合劑1-2。原料的重量份配比選擇分散介質(zhì)72-76、脫脂豆蛋白粉25_30、碳酸鈉1-2.5、絡(luò)合劑1.2-1.8。其中，絡(luò)合劑包括氯化鋅、硫酸銅、碳酸鋯，絡(luò)合劑各組分之間的重量份配比為氯化鋅0.8-1.2、硫酸銅0.5-1.5和碳酸鋯0.5-1.5。其中，分散介質(zhì)選擇軟化水。本發(fā)明另一方面提供一種人造板用膠粘劑的制備方法，包括如下順序進(jìn)行的步驟1)使脫脂豆蛋白粉和碳酸鈉分散在分散介質(zhì)中；2)加入絡(luò)合劑使其進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)。其中在步驟l)中，將碳酸鈉和脫脂豆蛋白粉加入分散介質(zhì)后攪拌均勻，使獲得的混合物在40-80'C下保溫3-6小時；在步驟2)中，使混合物降溫至25-35'c時加入絡(luò)合劑并攪拌均勻。其中原料的重量份配比為分散介質(zhì)70-80、脫脂豆蛋白粉20—35、碳酸鈉0.5-3、絡(luò)合劑l-2。特別是，原料的重量份配比選擇分散介質(zhì)72-76、脫脂豆蛋白粉25—30、碳酸鈉1-2.5、絡(luò)合劑1.2-1.8。其中，絡(luò)合劑包括氯化鋅、硫酸銅、碳酸鋯，絡(luò)合劑各組分之間的重量份配比為氯化鋅0.8-1.2、硫酸銅0.5-1.5和碳酸鋯0.5-1.5。其中，分散介質(zhì)選擇軟化水。本發(fā)明具有以下優(yōu)點1)本發(fā)明對豆蛋白進(jìn)行處理后作為人造板用膠粘劑，不含有游離甲醛，因此膠接的人造板不存在甲醛釋放問題，徹底解決人造板帶來的室內(nèi)空氣中的甲醛污染問題。2)豆蛋白作為一種可再生的資源，作為膠粘劑的主要原料，有助于解決常規(guī)人造板膠粘劑中使用合成化石原料的枯竭問題，符合環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展原則。3)本發(fā)明的豆蛋白膠粘劑是利用脫脂豆蛋白粉加工而成，有效的利用了大豆加工剩余物，綜合利用資源，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品的附加值。4)本發(fā)明采用金屬鹽等物質(zhì)與豆蛋白的復(fù)合，解決了普通豆蛋白膠粘劑耐水性差的問題，能夠滿足人造板用膠粘劑的耐水要求，保證了豆蛋白膠粘劑的實用性能，并且由本發(fā)明的膠粘劑制備地膠合板達(dá)到國標(biāo)中n類膠合板要求。具體實施方式實施例11)按以下重量配比進(jìn)行備料軟化水70kg碳酸鈉1kg脫脂豆蛋白粉25kg絡(luò)合劑1.2kg其中，絡(luò)合劑為北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院自行配制的粉劑，包括氯化鋅0.8份、硫酸銅0.5份、碳酸鋯0.5份(重量份)，將其研磨均勻，混合均勻。2)在配有攪拌器、溫度計和冷凝裝置的反應(yīng)釜中，加入全部的軟化水、碳酸鈉、豆蛋白粉，攪拌均勻。3)加熱至45-47'C，保溫反應(yīng)3小時。4)然后反應(yīng)物降溫至30'C，制得均勻豆蛋白粘液。5)將絡(luò)合劑加入所得的豆蛋白粘液中，混合均勻，制成豆蛋白膠粘劑。其中，膠粘劑的性能質(zhì)量指標(biāo)見表l:實施例21)按以下重量配比進(jìn)行備料軟化水80kg碳酸鈉2kg脫脂豆蛋白粉35kg絡(luò)合劑2kg其中絡(luò)合劑為北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院自行配制的粉劑，按重量配比，氯化鋅1.2份、硫酸銅1.5份、碳酸鋯1.5份，將其研磨均勻，混合均勻。2)在配有攪拌器、溫度計和冷凝裝置的反應(yīng)釜中，加入全部的軟化水、碳酸鈉、豆蛋白粉，攪拌均勻；3)加熱至40-42'C，反應(yīng)6小時；4)反應(yīng)物降溫至30'C，制得均勻豆蛋白粘液。5)將絡(luò)合劑加入所得的豆蛋白粘液中，混合均勻，制成豆蛋白膠粘劑。其中，豆蛋白膠粘劑的質(zhì)量指標(biāo)見表l。實施例31)按以下重量配比進(jìn)行備料軟化水76kg碳酸鈉3kg脫脂豆蛋白粉30kg絡(luò)合劑1kg其中，絡(luò)合劑為北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院自行配制的粉劑，包括以下重量配比的組分氯化鋅1份、硫酸銅1份、碳酸鋯1份，將其研磨均勻，混合均勻。2)在配有攪拌器、溫度計和冷凝裝置的反應(yīng)釜中，加入全部的軟化水、碳酸鈉、豆蛋白粉，攪拌均勻。3)加熱至68-70。C，反應(yīng)5小時。4)反應(yīng)物降溫至3(TC，制得均勻豆蛋白粘液。5)將絡(luò)合劑加入所得的豆蛋白粘液中，混合均勻，制成豆蛋白膠粘劑。其中，豆蛋白膠粘劑的質(zhì)量指標(biāo)見表l。表l豆蛋白膠粘劑的性能指標(biāo)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>對照例1—3采用實施例1_3中的豆蛋白粘液作為膠粘劑對照例l一3。實驗例分別采用本發(fā)明實施例1-3和對照例1-3的產(chǎn)品制造三層450X450誦膠合板。楊木單板含水率干燥到58%;厚1.6mm;單板膠粘劑采用本發(fā)明實施例1-5的產(chǎn)品和對照例1-5的產(chǎn)品。按以下正常工藝制備膠合板施膠芯板雙面施膠，涂膠量為220300g/m2。陳化方式及時間閉合陳化，10~30分鐘。預(yù)壓壓力及時間預(yù)壓30分鐘，壓力0.8MPa。熱壓壓力1.2MPa，熱壓溫度為120°C，熱壓時間為30s/mm。按GB/T17657-1999《人造板及飾面人造板理化性能實驗方法》檢測方法對生產(chǎn)的膠合板產(chǎn)品進(jìn)行性能檢測，檢測結(jié)果見表2。表2膠接膠合板的甲醛釋放量與膠合強(qiáng)度<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實驗結(jié)果表明，本發(fā)明無甲醛豆蛋白膠粘劑制造的膠合板的甲醛釋放量都為0，膠合板的膠合強(qiáng)度大，膠合板的性能達(dá)到國標(biāo)中n類膠合板標(biāo)準(zhǔn)。II類膠合板的甲醛釋放量及物理力學(xué)性能指標(biāo)要求如下El級，甲醛釋放量S1.5mg/L;E2級，甲醛釋放量^5.0mg/L;楊木膠合板膠合強(qiáng)度^0.7MPa。成本分析本發(fā)明無甲酸豆蛋白膠粘劑使用方便，不必對現(xiàn)有人造板生產(chǎn)設(shè)備和工藝做改動，因此不需要增加投資或影響生產(chǎn)效率。目前，50%固體含量的低游離甲醛含量脲醛樹脂膠粘劑的價格在1800-2500元/噸，酚醛樹脂膠粘劑的價格在5000-6000元/噸，本發(fā)明豆蛋白膠粘劑(35%固體含量)的價格在1500-2000元/噸，價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于酚醛樹脂膠粘劑，與脲醛樹脂膠粘劑接近。本發(fā)明制備的膠粘劑可替代含甲醛的常規(guī)膠合板膠粘劑，制備膠合板時的總施膠量不變，因此使用成本與脲醛樹脂膠粘劑相當(dāng)，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于酚醛樹脂膠粘劑使用成本，因此，本發(fā)明的豆蛋白膠粘劑具有良好的應(yīng)用前景。權(quán)利要求1、一種人造板用膠粘劑，其原料包括分散介質(zhì)、脫脂豆蛋白粉、碳酸鈉和絡(luò)合劑，其中絡(luò)合劑的組分包括氯化鋅、硫酸銅、碳酸鋯。2、如權(quán)利要求1所述的人造板用膠粘劑，其特征是所述原料的重量份配比為分散介質(zhì)70-80、脫脂豆蛋白粉20-35、碳酸鈉0.5-3、絡(luò)合劑1-2。3、如權(quán)利要求2所述的人造板用膠粘劑，其特征是所述原料的重量份配比選擇分散介質(zhì)72-76、脫脂豆蛋白粉25—30、碳酸鈉1-2.5、絡(luò)合劑1.2-1.8。4、如權(quán)利要求l一3任一所述的人造板用膠粘劑，其特征是所述絡(luò)合劑各組分之間的重量份配比為氯化鋅0.8-1.2、硫酸銅0.5-1.5和碳酸鋯0.5-1.5。5、一種如權(quán)利要求1所述的人造板用膠粘劑的制備方法，包括如下順序進(jìn)行的步驟l)使脫脂豆蛋白粉和碳酸鈉分散在分散介質(zhì)中；2)加入絡(luò)合劑使其進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)。6、如權(quán)利要求5所述的人造板用膠粘劑的制備方法，其特征是在所述止H取1、出、i々fi。+珠船紳壬nBK口匕s巫r^処十n入^掛入莊p^掛+業(yè)仏/n少與鄰l乂屮，itr;7i還釹災(zāi)阪i^J不W月兄;]曰且虔口物力U八/^1w力Hxviv貝,口說j卞"1^七，使獲得的混合物在40-8(TC下保溫3-6小時；在所述步驟2)中，使所述混合物降溫至25-35"C時加入所述絡(luò)合劑并攪拌均勻。7、如權(quán)利要求5或6所述的人造板用膠粘劑的制備方法，其特征是所述原料的重量份配比為分散介質(zhì)70-80、脫脂豆蛋白粉20—35、碳酸鈉0.5-3、絡(luò)合劑1-2。8、如權(quán)利要求7所述的人造板用膠粘劑的制備方法，其特征是所述原料的重量份配比選擇分散介質(zhì)72-76、脫脂豆蛋白粉25—30、碳酸鈉1-2.5、絡(luò)合劑1.2-1.8。9、如權(quán)利要求5或6所述的人造板用膠粘劑的制備方法，其特征是所述絡(luò)合劑各組分之間的重量份配比為氯化鋅0.8-1.2、硫酸銅0.5-1.5和碳酸鋯0.5-1.5。全文摘要本發(fā)明公開一種人造板用膠粘劑及其制備方法，該膠粘劑包括以下重量份配比的原料軟化水70-80；碳酸鈉0.5-3；豆蛋白粉20-35；絡(luò)合劑1-2，其中絡(luò)合劑由以下重量份配比的原料組成氯化鋅0.8-1.2、硫酸銅0.5-1.5、碳酸鋯0.5-1.5。本發(fā)明膠粘劑的制備方法簡單快捷、制造成本低、使用方便，而且所制備的膠粘劑不含甲醛，不會產(chǎn)生毒性而危害人類健康和環(huán)境，徹底解決“醛類”膠粘劑人造板帶來的室內(nèi)空氣中的甲醛污染問題。文檔編號C09J189/00GK101191045SQ20071017921公開日2008年6月4日申請日期2007年12月11日優(yōu)先權(quán)日2007年12月11日發(fā)明者周文瑞,張世鋒,張德榮,徐力崢,李建章,軍母,欣陳,強(qiáng)高申請人:北京林業(yè)大學(xué)