專利名稱：一種人造板用強力膠粘劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種膠粘劑，尤其涉及一種人造板強力用膠黏劑，還涉及其制備方法，屬于人造板膠粘劑領域。
背景技術：
脲醛樹脂膠粘劑廣泛使用于人造板的生產(chǎn)中，其用量占人造板用膠量的90%以上，是人造板膠粘劑中用量最大的品種。脲醛樹脂具有其它樹脂無法比擬的優(yōu)勢，主要是它原料充足、價格低廉，是合成樹脂中價格最低的。另外，脲醛樹脂還具有很多優(yōu)點，如膠接強度高，固化迅速，固化后的膠層顏色淺，不會污染被膠合物的板面，水溶性好，易調制到所需要的合適粘度和濃度。但是，眾所周知，脲醛樹脂也具有一些明顯的缺點，除了耐老化性差、耐熱水性差、不能作為室外人造板用膠外，其致命缺點是膠接的人造板存在甲醛釋放問題。 為了生產(chǎn)低甲醛釋放的人造板產(chǎn)品，通常采用的方法是降低甲醛和尿素的摩爾t匕。但隨著摩爾比的降低，板的力學性能下降。主要原因是低摩爾比脲醛樹脂的反應活性要弱于高摩爾比的脲醛樹脂，在同樣的熱壓條件下脲醛樹脂固化、交聯(lián)不充分，最終導致了板的力學性能下降。因此，為了既能達到環(huán)保要求，又不影響產(chǎn)品性能，通過對脲醛樹脂改性，提高低摩爾比脲醛樹脂的固化交聯(lián)性能，從而減少脲醛樹脂膠黏劑的用量和提高生產(chǎn)速度，對人造板企業(yè)來說將有很大經(jīng)濟效益。公開號為US 2006/0234077美國專利公開了一種添加改性豆蛋白的脲醛樹脂膠粘劑，該膠粘劑通過對大豆蛋白進行改性，然后添加到脲醛樹脂膠粘劑中，可以提高膠粘劑的預壓性能，以及降低甲醛釋放量，但是為了不影響膠合強度，需要較高的熱壓溫度。公開號為CN101311200A的中國發(fā)明專利公開了使用乙二醛、醛化淀粉、聚乙烯醇、苯酚、環(huán)氧氯丙烷、三聚氰胺或異氰酸酯制得的交聯(lián)劑，國外專利公開的沒食子酸酯類物質、異氰酸酯類物質、茶多酚類物質均可以使脲醛膠在低摩爾比下保證人造板的膠接性能，雖然都有效但是都存在成本過高的問題從而難以工業(yè)化。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種能提高低摩爾比脲醛樹脂固化交聯(lián)性能的強力膠粘劑及其制備方法。為達上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案—種強力膠粘劑，包括以下重量份的原料淀粉0-400份、蛋白質0-200份、改性劑200-600份、緩沖劑0-100份、pH調節(jié)劑5-50份，水300-600份。本發(fā)明強力膠粘劑，其中所述淀粉可以是任意的植物淀粉或改性淀粉，優(yōu)選玉米淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉、氧化淀粉、酸改性淀粉、陽離子淀粉的一種或幾種。本發(fā)明強力膠黏劑，其中所述蛋白質可以是任意的植物蛋白或動物蛋白，優(yōu)選脫脂大豆蛋白、大豆分離蛋白、酪蛋白的一種或幾種。本發(fā)明強力膠黏劑，其中所述的改性劑為醛類和胺類化合物在PH調節(jié)劑作用下得到的預聚體，其中，醛類為700-900重量份，胺類為100-300重量份，pH調節(jié)劑O. 5_30份。其中，所述醛類選自甲醛、乙醛、丁二醛、乙二醛、戊二醛、糠醛中的一種或幾種，優(yōu)選為甲醛；所述胺類化合物選自氨水、尿素、甲胺、乙胺、三乙醇胺中的一種或幾種；所述PH調節(jié)劑選自硫酸、鹽酸、磷酸、醋酸、硝酸、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉和氫氧化鉀中的一種或幾種。本發(fā)明強力膠粘劑，其中所述緩沖劑選自磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、烏洛托品、尿素、氨水、硼砂、三聚氰胺中的一種或幾種。
本發(fā)明強力膠粘劑，其中所述pH調節(jié)劑選自硫酸、鹽酸、磷酸、醋酸、硝酸、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉和氫氧化鉀中的一種或幾種。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種上述強力膠粘劑的制備方法，包括以下步驟I)在反應釜中加入水和淀粉，然后用pH調節(jié)劑調節(jié)pH=2_6，升溫至70-80度，保溫反應30-60分鐘；2)用pH調節(jié)劑調pH=7_9，加入改性劑，降溫至50-60度，保溫反應30-60分鐘；3)降溫至40度，加入蛋白質，反應1-3小時；4)加入緩沖劑。其中，所述淀粉可以是任意的植物淀粉或改性淀粉，優(yōu)選玉米淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉、氧化淀粉、酸改性淀粉、陽離子淀粉的一種或幾種。其中，所述蛋白質可以是任意的植物蛋白或動物蛋白，優(yōu)選脫脂大豆蛋白、大豆分離蛋白、酪蛋白的一種或幾種。其中，所述的改性劑為醛類和胺類化合物的預聚體，其中，醛類為700-900重量份，胺類為100-300重量份，pH調節(jié)劑O. 5-30份。其中，所述醛類選自甲醛、乙醛、丁二醛、乙二醛、戊二醛、糠醛中的一種或幾種，優(yōu)選為甲醛；所述胺類化合物選自氨水、尿素、甲胺、乙胺、三乙醇胺中的一種或幾種；所述pH調節(jié)劑選自硫酸、鹽酸、磷酸、醋酸、硝酸、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉和氫氧化鉀中的一種或幾種。其中，所述改性劑的制備方法為I)加入醛類化合物，用pH調節(jié)劑調ρΗ=2· 0-5. O,加入胺類化合物，升溫至50-60度，保溫1-3小時；2)調 ρΗ=7· 0-9. O,降溫至 40 度出料。本發(fā)明強力膠，其中所述緩沖劑選自磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、烏洛托品、尿素、氨水、硼砂、三聚氰胺中的一種或幾種。本發(fā)明強力膠，其中所述pH調節(jié)劑選自硫酸、鹽酸、磷酸、醋酸、硝酸、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉和氫氧化鉀中的一種或幾種。本發(fā)明的優(yōu)點是通過對淀粉及蛋白質進行改性，在高分子鏈上引入了新的活性基團，其作用是使用少量的強力膠粘劑與脲醛樹脂混合，在熱壓過程中極大的提高了脲醛樹脂的固化、交聯(lián)效果；同時淀粉和蛋白質作為高分子化合物，降低了脲醛樹脂在木材中的滲透以及強力膠粘劑的緩沖特性，也減少了脲醛樹脂在干燥過程中的損失，從而達到有效提高脲醛樹脂膠粘劑使用效率的目的。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明，應該理解的是，這些實施例僅用于例證的目的，決不限制本發(fā)明的保護范圍。實施例I改性劑I的制備向反應釜中加入4000kg甲醛，加入Ikg硫酸調pH=2. 5，然后加入IOOOkg尿素，升溫至50度，保溫反應I小時，加入13kg氫氧化鈉調pH=8. 0，然后降溫至40度出料。強力膠粘劑I的制備向反應釜中加入350kg水、50kg氧化淀粉和200kg酸改性淀粉，加入IOkg硫酸調pH=3. O,升溫至70度，保溫反應30分鐘；然后加入6kg氫氧化鈉調pH=7. 5，加入300kg改 性劑1，降溫至60度，保溫反應40分鐘；然后降溫至40度，加入脫脂大豆蛋白40kg，保溫反應2h，最后加入60kg氨水。指標固含41%pH 8. 5粘度450mPa.s (25 度)實施例2改性劑2的制備向反應釜中加入3180kg甲醛，860kg乙二醛，加入O. 5kg磷酸調ρΗ=3· 0，然后加入960kg甲胺，升溫至55度，保溫反應I. 5小時，加入IOkg氫氧化鉀調pH=7. 5，然后降溫至40度出料。強力膠粘劑2的制備向反應爸中加入400kg水、20kg陽離子淀粉和250kg酸改性淀粉,加入8kg鹽酸調pH=3. 5，升溫至70度，保溫反應30分鐘；然后加入5kg碳酸鈉調pH=7. 5，加入250kg改性劑2，降溫至60度，保溫反應40分鐘；然后降溫至40度，加入大豆分離蛋白60kg，保溫反應I. 5h,最后加入20kg硼砂。固含43%pH 9. O粘度230mPa.s實施例3改性劑3的制備向反應釜中加入3600kg 丁二醛，加入3kg氫氧化鈉調pH=5. 0，然后加入500kg尿素和900kg氨水,在60度保溫反應2小時,加入O. 5kg碳酸氫鈉調pH=8. 5,然后降溫至40度出料。強力膠粘劑3的制備向反應爸中加入400kg水、IOkg玉米淀粉和250kg酸改性淀粉,加入12kg硝酸調pH=2. O,升溫至80度，保溫反應30分鐘；然后加入8kg氫氧化鈉調pH=7. 5，加入260kg改性劑3，降溫至60度，保溫反應40分鐘；然后降溫至40度，加入酪蛋白50kg，保溫反應2h，最后加入30kg烏洛托品。
固含42%pH 8. O粘度560mPa.s實施例4改性劑4的制備向反應釜中加入3000kg糠醛和1250kg戊二醛，加入4kg氫氧化鈉調pH=5. 0，然后加入750kg三乙醇胺，升溫至50度，保溫反應I小時，加入12kg氫氧化鈉調pH=9. 0，然后降溫至40度出料。強力膠粘劑4的制備 向反應釜中加入350kg水、20kg馬鈴薯淀粉和200kg酸改性淀粉，加入Ilkg硫酸調pH=2. 5，升溫至75度，保溫反應40分鐘；然后加入7kg氫氧化鈉調pH=7. 5，加入300kg改性劑4，降溫至60度，保溫反應40分鐘；然后降溫至40度，加入大豆分離蛋白80kg，保溫反應2h,最后加入50kg尿素。固含46%pH 7. 5粘度680mPa.s實驗例將本發(fā)明實施例1-4的強力膠粘劑按脲醛樹脂總質量的2%添加于脲醛樹脂中，用于中密度纖維板生產(chǎn)，并與未添加強力膠的脲醛樹脂進行對比。采用的脲醛樹脂摩爾比為I. 0，粘度12-16s (涂_4杯，25度)，固體含量50%，游離甲醛O. 1%。按以下熱壓工藝熱壓溫度170-180度，熱壓時間20-30s/mm，熱壓過程采用三段加壓，分別為16MPa、3MPa和8MPa，實施例1_4的施膠量為150kg/m3，進行中密度纖維板生產(chǎn)(纖維板厚度15mm)，并按GB/T 17657-1999《人造板及飾面人造板理化性能實驗方法》對產(chǎn)品進行性能檢測，甲醛釋放量采用穿孔法檢測。采用上述脲醛樹脂(不加本發(fā)明強力膠)，除施膠量為170kg/m3外，按照同樣工藝生產(chǎn)中密度纖維板，作為對照。按照上述方法和設備檢測其物理力學性能和甲醛釋放量。檢測結果見表I :
權利要求
1.一種人造板用強力膠粘劑，其特征在于，包括以下重量份的原料淀粉0-400份、蛋白質0-200份、改性劑200-600份、緩沖劑0-100份、pH調節(jié)劑5_50份，水300-600份。
2.根據(jù)權利要求I所述的強力膠粘劑，其特征在于，所述淀粉是任意的植物淀粉或改性淀粉，優(yōu)選玉米淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉、氧化淀粉、酸改性淀粉、陽離子淀粉的一種或幾種。
3.根據(jù)權利要求I所述的強力膠粘劑，其特征在于，所述蛋白質是任意的植物蛋白或動物蛋白，優(yōu)選脫脂大豆蛋白、大豆分離蛋白、酪蛋白的一種或幾種。
4.根據(jù)權利要求I所述的強力膠粘劑，其特征在于，所述的改性劑為醛類和胺類化合物在PH調節(jié)劑作用下得到的預聚體。
5.根據(jù)權利要求4所述的強力膠粘劑，其特征在于，所述醛類為700-900重量份，胺類為100-300重量份，pH調節(jié)劑O. 5-30份； 其中，所述醛類選自甲醛、乙醛、丁二醛、乙二醛、戊二醛、糠醛中的一種或幾種，優(yōu)選為甲醛；所述胺類化合物選自氨水、尿素、甲胺、乙胺、三乙醇胺中的一種或幾種；所述PH調節(jié)劑選自硫酸、鹽酸、磷酸、醋酸、硝酸、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉和氫氧化鉀中的一種或幾種。
6.根據(jù)權利要求I所述的強力膠粘劑，其特征在于，所述的緩沖劑選自磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、烏洛托品、尿素、氨水、硼砂、三聚氰胺中的一種或幾種。
7.根據(jù)權利要求I所述的強力膠粘劑，其特征在于，所述的pH調節(jié)劑選自硫酸、鹽酸、磷酸、醋酸、硝酸、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉和氫氧化鉀中的一種或幾種。
8.一種制備根據(jù)權利要求1-7中任一項所述的強力膠粘劑的方法，其特征在于， 1)在反應釜中加入水和淀粉，然后用pH調節(jié)劑調節(jié)pH=2-6，升溫至70-80度，保溫反應30-60分鐘； 2)用pH調節(jié)劑調pH=7-9，加入改性劑，降溫至50-60度，保溫反應30-60分鐘； 3)降溫至40度，加入蛋白質，反應1-3小時； 4)加入緩沖劑。
9.根據(jù)權利要求8所述的強力膠粘劑的制備方法，其特征在于，所述改性劑的制備方法如下 1)加入醛類化合物，用PH調節(jié)劑調pH=2.0-5. O，加入胺類化合物，升溫至50-60度，保溫1-3小時； 2)調pH=7.0-9. O,降溫至40度出料。
10.根據(jù)權利要求1-7中任一項所述的強力膠粘劑在人造板用膠粘劑領域的應用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種人造板用強力膠粘劑及其制備方法。該膠粘劑包括以下重量份的原料淀粉0-400份、蛋白0-200份、改性劑200-600份、緩沖劑0-100份、pH調節(jié)劑5-50份，水300-600份。其制備方法是加入水和淀粉，然后調pH=2-6，升溫至70-80度，保溫反應30-60分鐘，調pH=7.0-9.0，加入改性劑，降溫至50-60度，保溫30-60分鐘，然后降溫至40度，加入蛋白質，反應1-3小時，最后加入緩沖劑，得到強力膠粘劑，將其應用到人造板用脲醛樹脂膠粘劑中，進行中密度纖維板的生產(chǎn)，可極大地提高低摩爾比脲醛樹脂的固化交聯(lián)效果，提高脲醛樹脂的使用效率，從而降低人造板的生產(chǎn)成本。
文檔編號C09J189/00GK102942888SQ20121043097
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權日2012年11月1日
發(fā)明者雷得定, 劉波, 蔡喜慶, 王建 申請人:永港偉方(北京)科技股份有限公司