專利名稱：一種脲醛樹(shù)脂膠粘劑的添加劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膠粘劑的添加劑，特別涉及一種人造板用脲醛樹(shù)脂膠粘劑的添加劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
裝飾裝修和家具制造中往往大量使用各類人造板，如膠合板、細(xì)木工板、中密度纖維板、刨花板等。2009年我國(guó)人造板的產(chǎn)量已經(jīng)超過(guò)1億m3，其中一半以上為膠合板與細(xì)木工板，我國(guó)人造板總產(chǎn)量、膠合板產(chǎn)量、細(xì)木工板產(chǎn)量已連續(xù)多年居世界第一位。僅膠合板、 細(xì)木工板每年消耗膠粘劑約600萬(wàn)噸(50%固體含量)。在膠合板、細(xì)木工板生產(chǎn)過(guò)程中， 膠粘劑中往往要加入總重量20-30%的面粉作為填料，以提高膠粘劑預(yù)壓性能，提高生產(chǎn)效率，減少膠粘劑用量，降低生產(chǎn)成本，防止透膠與缺膠，提高膠粘劑利用效率，提高膠層耐老化性能等，為此每年要消耗小麥面粉100-200萬(wàn)噸左右，折合人民幣20多億元。小麥面粉作為重要的糧食資源，其在人造板生產(chǎn)中的大量使用不符合社會(huì)發(fā)展要求。開(kāi)發(fā)可用作木材膠粘劑填料的物質(zhì)，減少與替代小麥面粉，具有重要的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。燃煤電廠的SO2排放量約占全國(guó)SO2排放總量的50%。脫硫石膏(FGD)是火電廠處理后得到的工業(yè)副產(chǎn)品。目前，我國(guó)脫硫石膏產(chǎn)量十分巨大，年產(chǎn)量超過(guò)1000萬(wàn)t， 解決脫硫石膏的利用問(wèn)題，具有重要的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。石膏的多孔性有望作為填料降低脲醛樹(shù)脂膠接制品的甲醛釋放量。現(xiàn)有技術(shù)中，有將脫硫石膏應(yīng)用在制備膠粘劑方面的報(bào)道。例如有中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?0091005^51. X的發(fā)明名稱為“一種利用垃圾焚燒飛灰制備快硬型水泥基膠粘劑的方法”；“非金屬礦”雜志第31卷第2期刊登的名稱為“脫硫石膏/粉煤灰復(fù)合膠結(jié)材性能研究”等是將脫硫石膏應(yīng)用于水泥及砂漿中。但還未見(jiàn)將其應(yīng)用在人造板用膠粘劑當(dāng)中的相關(guān)報(bào)道。目前，替代小麥面粉作為木材膠粘劑填料的方法主要有1)采用無(wú)機(jī)礦物質(zhì)粉末，如膨潤(rùn)土、石膏、碳酸鈣，等；幻采用天然有機(jī)物粉末，如木粉、果殼粉、秸稈粉，等；3)采用合成或改性天然聚合物，如聚乙烯醇、羥甲基纖維素，等。但是，這些技術(shù)方法都存在著多種缺陷。如，1)采用無(wú)機(jī)礦物質(zhì)粉末或天然有機(jī)物粉末代替小麥面粉，往往導(dǎo)致木材膠粘劑 (如脲醛樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂)的預(yù)壓性不良，造成膠合板、細(xì)木工板生產(chǎn)中容易出現(xiàn)散坯，影響生產(chǎn)效率；例如有，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?00810115888. 8的專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種脲醛樹(shù)脂膠粘劑的添加劑，該添加劑含有木粉、水溶性高分子化合物及無(wú)機(jī)礦物鹽，雖然降低了甲醛含量，但其預(yù)壓性雖然達(dá)到良好水平，仍需要進(jìn)一步提高。因此，研究出一種即能夠降低甲醛釋放量，降低材料成本，又能夠提高預(yù)壓性的添加劑。2)采用合成或改性天然聚合物代替小麥面粉，由于這些物質(zhì)的價(jià)格太高(聚乙烯醇、羥甲基纖維素的價(jià)格在12000元/噸以上， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于小麥面粉的2000-3000元/噸)，導(dǎo)致人造板的生產(chǎn)成本往往大幅度增加，企業(yè)和用戶都難以接受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種人造板用脲醛樹(shù)脂膠粘劑的添加劑。該添加劑是一種改性木粉、橡子淀粉與脫硫石膏為主成份的物質(zhì)，該添加劑能夠替代面粉加入到脲醛樹(shù)脂中。所述添加劑由以下重量份計(jì)的成分組成改性木粉100份；橡子淀粉50-100份；脫硫石膏50-500份。優(yōu)選地，所述添加劑由以下重量份計(jì)的成分組成改性木粉100份；橡子淀粉60-80份；脫硫石膏200-400份。更優(yōu)選地，所述添加劑由以下重量份計(jì)的成分組成改性木粉100份；橡子淀粉70份；脫硫石膏300份。所述改性木粉由選自楊木、椴木、樺木及其他各種樹(shù)木的木粉制得，還可以是選用來(lái)自于木材加工廠的下腳料制得，所選用的木粉含水率為5-10 %。所述改性木粉是將木粉與質(zhì)量濃度為10%的乙二醇水溶液混合均勻，在 100-120°C下反應(yīng)2小時(shí)得到，得到的改性木粉含水率3-8% ；優(yōu)選為110°C下反應(yīng)2小時(shí)。 所述木粉與乙二醇溶液的質(zhì)量比為100 10。所述改性木粉為顆粒度在100-500的粉體。橡子淀粉具有冷粘度穩(wěn)定，預(yù)壓性好的特點(diǎn)。所述脫硫石膏的細(xì)度為200-600目，以保證足夠的增稠效果。本發(fā)明的另一目的是提供所述添加劑的制備方法。所述方法包括下述步驟1)將木粉改性木粉與乙二醇水溶液混合均勻，在120°C下反應(yīng)2小時(shí)得到改性木粉，得到的改性木粉含水率為3-8% ；2)改性木粉與橡子淀粉、脫硫石膏原料混合均勻。
所述步驟1)中木粉與乙二醇溶液的質(zhì)量比為100 10，所述乙二醇溶液的質(zhì)量濃度為10%。將木粉改性是為了增加木粉的吸水性及增稠效果。本發(fā)明的再一目的是提供一種含有所述添加劑的脲醛樹(shù)脂膠粘劑。所述脲醛樹(shù)脂膠粘劑含有脲醛樹(shù)脂和所述添加劑，脲醛樹(shù)脂與添加劑的質(zhì)量比為 100 20-30。所述脲醛樹(shù)脂膠粘劑還含有固化劑，如氯化銨、硫酸銨、甲酸銨等，優(yōu)選為硫酸銨。 所述脲醛樹(shù)脂與固化劑的質(zhì)量比為100 0.2-2.0。脲醛樹(shù)脂可以是工廠普遍采用的各種普通脲醛樹(shù)脂和改性脲醛樹(shù)脂。本發(fā)明所使用的尿素與甲醛的摩爾比為1 1.1的脲醛樹(shù)脂。其性能指標(biāo)如下CN 102408848 A
固體含量 pH值
粘度(20 "C )
游離甲醛含量
說(shuō)明書
50-56% 7.0-7.2
150-300 mPa-s < 0.2%
3/8頁(yè)
貯存期20-30天。本發(fā)明提供的添加劑也適用于酚醛樹(shù)脂及三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂。本發(fā)明還提供一種所述脲醛樹(shù)脂膠粘劑的制備方法，其是將脲醛樹(shù)脂、添加劑、固化劑混合均勻制得。本發(fā)明脲醛樹(shù)脂膠粘劑的添加劑的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下方面1、本發(fā)明添加劑與脲醛樹(shù)脂膠具有良好的混合性；2、本發(fā)明添加劑能夠賦予脲醛樹(shù)脂良好的預(yù)壓性，與現(xiàn)有技術(shù)相比，大大提高了預(yù)壓性能，保證膠合板與細(xì)木工板生產(chǎn)效率；3、本發(fā)明添加劑可在人造板熱壓過(guò)程中與甲醛發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，較好地從根本上減少人造板甲醛釋放量；4、本發(fā)明添加劑與脲醛樹(shù)脂膠混合使用，制造的人造板力學(xué)性能不但不會(huì)降低， 而且有所提高；5、本發(fā)明添加劑主要原料來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，作為面粉的替代產(chǎn)品具有重要的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。 實(shí)施例中，采用的脲醛樹(shù)脂性能指標(biāo)如下
固體含量50-56%
pH 值7.0-7.2
粘度(20°C)150-300 mPa-s
游離甲醛含量<0.2%
貯存期20-30天。
本發(fā)明實(shí)施例制備得到的脲醛樹(shù)脂添加劑的性能指標(biāo)如表1所示。 表1
外觀堆積密度g/cm35%水溶液pH值含水率％白色粉狀物0. 8-1. 65. 0-7. 03. 0-8. 0本發(fā)明實(shí)施例配制的脲醛樹(shù)脂膠粘劑的質(zhì)量性能指標(biāo)如表2所示。表 2
權(quán)利要求
1.一種脲醛樹(shù)脂膠粘劑的添加劑，其特征在于，所述添加劑由以下重量份計(jì)的成分組成改性木粉100份；橡子淀粉50-100份；脫硫石膏50-500份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脲醛樹(shù)脂膠粘劑的添加劑，其特征在于，所述添加劑由以下重量份計(jì)的成分組成改性木粉100份；橡子淀粉60-80份；脫硫石膏200-400份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的脲醛樹(shù)脂膠粘劑的添加劑，其特征在于，所述改性木粉是將木粉與質(zhì)量濃度為10%的乙二醇水溶液混合均勻，在100-120°c下反應(yīng)2小時(shí)得到，得到的改性木粉含水率3-8% ；所述木粉與乙二醇溶液的質(zhì)量比為100 10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的脲醛樹(shù)脂膠粘劑的添加劑，其特征在于，所述改性木粉為顆粒度在100-500目的粉體。
5.根據(jù)權(quán)利要1-3中任一項(xiàng)所述的脲醛樹(shù)脂膠粘劑的添加劑，其特征在于，所述脫硫石膏為細(xì)度為200-600目。
6.一種制備權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的脲醛樹(shù)脂膠粘劑的添加劑的制備方法，其特征在于，其包括下述步驟制得1)將木粉改性木粉與乙二醇水溶液混合均勻，在120°C下反應(yīng)2小時(shí)得到改性木粉， 得到的改性木粉含水率為3-8%。；2)改性木粉與橡子淀粉、脫硫石膏原料混合均勻。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中木粉與乙二醇溶液的質(zhì)量比為100 10，所述乙二醇溶液的質(zhì)量濃度為10%。
8.一種含有權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述添加劑的脲醛樹(shù)脂膠粘劑，其特征在于，所述脲醛樹(shù)脂膠粘劑含有脲醛樹(shù)脂和所述添加劑，脲醛樹(shù)脂與添加劑的質(zhì)量比為100 20-30。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的脲醛樹(shù)脂膠粘劑，其特征在于，其還含有固化劑，所述脲醛樹(shù)脂與固化劑的質(zhì)量比為100 0.2-2.0。
10.一種制備權(quán)利要求8或9所述的脲醛樹(shù)脂膠粘劑的制備方法，其特征在于，其是將脲醛樹(shù)脂、添加劑、固化劑混合均勻制得。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種脲醛樹(shù)脂膠粘劑的添加劑及其制備方法。所述脲醛樹(shù)脂膠粘劑的添加劑由按重量份計(jì)的改性木粉100份、橡子淀粉50-100份、脫硫石膏50-500份組成，其是將改性木粉、橡子淀粉、脫硫石膏混合均勻制備得到。所述脲醛樹(shù)脂膠粘劑的添加劑能夠代替面粉加入到脲醛樹(shù)脂中，制備人造板時(shí)，賦予膠粘劑良好的預(yù)壓性，保證人造板高生產(chǎn)效率，同時(shí)能夠有效降低人造板甲醛釋放量，提高了人造板物理力學(xué)性能。
文檔編號(hào)C09J161/24GK102408848SQ20111022550
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月8日
發(fā)明者周文瑞, 張世鋒, 李建章, 高強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)