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，特別涉及一種人造板用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。2010 年，我國人造板總產(chǎn)量I. 536億立方米，約占世界重量的50%，其中膠合板7139. 66萬立方米、細(xì)木工板1652. 28萬立方米。人造板總產(chǎn)量、膠合板產(chǎn)量、家具產(chǎn)量、木質(zhì)地板產(chǎn)量連續(xù)多年位居世界第一位。
人造板生產(chǎn)中普遍采用的膠粘劑是甲醛系合成樹脂，主要是脲醛樹脂及其改性產(chǎn)品。雖然經(jīng)過多年的努力，我國人造板膠粘劑生產(chǎn)水平有了很大提高，人造板及其制品環(huán)保特性有了很大改善，但是不少企業(yè)生產(chǎn)的人造板及其制品(家具、木地板、室內(nèi)木質(zhì)裝飾材料等)仍然存在著較為嚴(yán)重的甲醛釋放問題，是室內(nèi)空氣污染中甲醛污染的主要來源。
目前，降低人造板甲醛釋放量的方法主要有如下4種1)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; 采用普通的蛋白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)成本過高等原因而無法推廣。
因此，我們迫切需要一種固化溫度低，固化速度快，施膠比較容易，膠合強(qiáng)度高，容易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的人造板用膠粘劑。發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明目的是提供一種人造板用膠粘劑。
本發(fā)明另一目的是提供上述人造板用膠粘劑的制備方法。
所述膠粘劑原料包括分散介質(zhì)、脫脂蛋白粉、碳酸鈉、絡(luò)合劑和增強(qiáng)劑；其中絡(luò)合劑由氯化鋅、硫酸銅和碳酸鋯組成，增強(qiáng)劑為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)粉末。
其中，所述原料的重量份為分散介質(zhì)70-80、脫脂蛋白粉20-35、碳酸鈉O. 5_3、絡(luò)合劑1-2、增強(qiáng)劑1-5。
優(yōu)選地，原料的重量份選擇分散介質(zhì)72-76、脫脂蛋白粉25 — 30、碳酸鈉1-2. 5、 絡(luò)合劑I. 2-1. 8、增強(qiáng)劑2-4。
其中，所述絡(luò)合劑各組分氯化鋅、硫酸銅和碳酸鋯之間的重量份為0. 8-1. 2、O.5-1. 5 和 O. 5-1. 5 ；
其中，EVA為乙酸乙烯酯含量20-40%、熔融指數(shù)20-150的共聚物粉末，本發(fā)明所用為40-100目的粉末。
其中，分散介質(zhì)為軟化水，軟化水為經(jīng)軟化處理后的水，即除去了部分或全部鈣、 鎂尚子的水。
其中，脫脂蛋白粉為脫脂豆柏粉、脫脂葵花籽柏粉、脫脂麻楓樹柏粉、脫脂花生柏粉、脫脂油茶子柏、脫脂蓖麻柏、脫脂棉籽柏粉、脫脂菜子柏、脫脂玉米胚芽柏、玉米酒精糟中的一種或幾種。
本發(fā)明另一方面提供一種人造板用膠粘劑的制備方法，包括如下步驟1)使脫脂蛋白粉和碳酸鈉分散在分散介質(zhì)中，進(jìn)行保溫；2)加入絡(luò)合劑、增強(qiáng)劑，攪拌均勻。
其中，步驟I)中，將碳酸鈉和脫脂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；
步驟2)中，使混合物降溫至25_35°C時加入絡(luò)合劑、增強(qiáng)劑并攪拌均勻。
本發(fā)明的有益效果
I)本發(fā)明采用金屬鹽等物質(zhì)與豆蛋白的復(fù)合，采用EVA增強(qiáng)劑，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，所述膠粘劑固化溫度較低，固化速度較快，施膠比較容易，膠合強(qiáng)度較高，容易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
2)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，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。
3)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。
4)本發(fā)明的豆蛋白膠粘劑是利用脫脂豆柏粉加工而成，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。
具體實施方式
以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。在不背離本發(fā)明精神和實質(zhì)的情況下，對本發(fā)明方法、步驟或條件所作的修改或替換，均屬于本發(fā)明的范圍。
若為特別指明，實施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段。
本發(fā)明中涉及到的百分號“％”，若未特別說明，是指質(zhì)量百分比；但溶液的百分比，除另有規(guī)定外，是指溶液IOOml中含有溶質(zhì)若干克；液體之間的百分比，是指20°C時容量的比例。
實施例I膠粘劑的制備
I)按以下重量配比進(jìn)行備料
軟化水70 Kg碳酸鈉IKg脫脂豆粕粉25 Kg絡(luò)合劑1.2 Kg增強(qiáng)亦jIkg
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O.8份、硫酸銅0. 5份、碳酸鋯0. 5份，將其研磨均勻，混合均勻；增強(qiáng)劑為乙酸乙烯酯含量20%、熔融指數(shù)為20的EVA的80目粉末。
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)反應(yīng)物降溫至30°C，制得均勻豆蛋白粘液。
5)將絡(luò)合劑、增強(qiáng)劑加入所得的豆蛋白粘液中，混合均勻，制成豆蛋白膠粘劑。膠粘劑的性能質(zhì)量指標(biāo)見表I。
實施例2膠粘劑的制備 I)按以下重量配比進(jìn)行備料軟化水80 Kg碳酸鈉2 Kg脫脂豆粕粉35 Kg絡(luò)合劑2 Kg增強(qiáng)劑5kg
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I.2份、硫酸銅I. 5份、碳酸鋯I. 5份，將其研磨均勻，混合均勻；增強(qiáng)劑為乙酸乙烯酯含量 25%、熔融指數(shù)為60的EVA的100目粉末。
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、脫脂豆柏粉，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、增強(qiáng)劑加入所得的豆蛋白粘液中，混合均勻，制成豆蛋白膠粘劑。豆蛋白股粘劑的質(zhì)量指標(biāo)見表I。
實施例3膠粘劑的制備
I)按以下重量配比進(jìn)行備料
軟化水76Kg碳酸鈉3 Kg脫脂豆粕粉35 Kg絡(luò)合劑I Kg增強(qiáng)劑3kg
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O. 8份、硫酸銅I. 5份、碳酸鋯I份，將其研磨均勻，混合均勻；增強(qiáng)劑為乙酸乙烯酯含量40%、熔融指數(shù)為100的EVA的60目粉末。
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30°C，制得均勻豆蛋白粘液。
5)將絡(luò)合劑、增強(qiáng)劑加入所得的豆蛋白粘液中，混合均勻，制成豆蛋白膠粘劑。豆蛋白股粘劑的質(zhì)量指標(biāo)見表I。
實施例4膠粘劑的制備 I)按以下重量配比進(jìn)行備料軟化水碳酸鈉粕生花劑脂合72 Kg 0.5Kg 15 Kg 15Kg 1.8 Kg增強(qiáng)剖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O.8份、硫酸銅0. 5份、碳酸鋯0. 5份，將其研磨均勻，混合均勻；增強(qiáng)劑為乙酸乙烯酯含量20%、熔融指數(shù)為150的EVA的80目粉末。
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、蛋白粉，攪拌均勻。
3)加熱至78-80°C，保溫反應(yīng)4小時。
4)反應(yīng)物降溫至35°C，制得均勻豆蛋白粘液。
5)將絡(luò)合劑、增強(qiáng)劑加入所得的豆蛋白粘液中，混合均勻，制成豆蛋白膠粘劑。膠粘劑的性能質(zhì)量指標(biāo)見表I。
實施例5膠粘劑的制備
I)按以下重量配比進(jìn)行備料
軟化水74 Kg礙酸鈉2.5Kg
KKK 0 0 6* 2 I I楊白粉籽柏花 D_u_葵劑匕曰旨J±CJ兌兌ftA. Λδ^
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 O. 8份、硫酸銅0. 5份、碳酸鋯0. 5份，將其研磨均勻，混合均勻；增強(qiáng)劑為乙酸乙烯酯含量20%、熔融指數(shù)為20的EVA的40目粉末。
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、蛋白粉，攪拌均勻。
3)加熱至58-60°C，保溫反應(yīng)6小時。
4)反應(yīng)物降溫至25°C，制得均勻豆蛋白粘液。
5)將絡(luò)合劑、增強(qiáng)劑加入所得的豆蛋白粘液中，混合均勻，制成豆蛋白膠粘劑。膠粘劑的性能質(zhì)量指標(biāo)見表I。
固含量、粘度測試按照國標(biāo)GB-T 14074-2006木材膠粘劑及其樹脂檢驗方法進(jìn)行。
表I 蛋白月父粘劑的性能指標(biāo)
權(quán)利要求
1.ー種人造板用膠粘劑，其原料包括分散介質(zhì)、脫脂蛋白粉、碳酸鈉、絡(luò)合劑和增強(qiáng)劑； 其中絡(luò)合劑由氯化鋅、硫酸銅和碳酸鋯組成，增強(qiáng)劑為こ烯-こ酸こ烯酯共聚物粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的膠粘劑，其特征在于，所述原料的重量份為分散介質(zhì)70-80、脫脂蛋白粉20-35、碳酸鈉O. 5-3、絡(luò)合劑1-2、增強(qiáng)劑1_5。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膠粘劑，其特征在于，所述原料的重量份為分散介質(zhì)72-76、脫脂蛋白粉25-30、碳酸鈉1-2. 5、絡(luò)合劑I. 2-1. 8、增強(qiáng)劑2_4。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的膠粘劑，其特征在于，所述絡(luò)合劑各組分之間的重量份為氯化鋅O. 8-1. 2、硫酸銅O. 5-1. 5、碳酸鋯O. 5-1. 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的膠粘劑，其特征在于，所述增強(qiáng)劑為こ酸こ烯酯含量20-40%、熔融指數(shù)20-150的40-100目EVA粉末。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的膠粘劑，其特征在于，所述分散介質(zhì)為軟化水。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的膠粘劑，其特征在于，所述脫脂蛋白粉為脫脂豆柏粉、脫脂葵花籽柏粉、脫脂麻楓樹柏粉、脫脂花生柏粉、脫脂油茶子柏、脫脂蓖麻柏、脫脂棉籽柏粉、脫脂菜子柏、脫脂玉米胚芽柏、玉米酒精糟中的ー種或幾種。
8.ー種制備權(quán)利要求1-7任一項所述膠粘劑的方法，包括如下步驟 1)將脫脂蛋白粉和碳酸鈉分散在分散介質(zhì)中，進(jìn)行保溫； 2)加入絡(luò)合劑、增強(qiáng)劑，攪拌均勻。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟I)中所述保溫的溫度40-80°C，時間3-6小時。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中加入絡(luò)合剤、增強(qiáng)劑前，溫度降至25-35 °C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種人造板用膠粘劑及其制備方法。所述膠粘劑的原料包括分散介質(zhì)、脫脂蛋白粉、碳酸鈉、絡(luò)合劑和增強(qiáng)劑，其中絡(luò)合劑由氯化鋅、硫酸銅和碳酸鋯組成，增強(qiáng)劑為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)粉末。本發(fā)明膠粘劑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，所述膠粘劑固化溫度較低，固化速度較快，施膠比較容易，膠合強(qiáng)度較高，容易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C09J189/00GK102977845SQ20121048028
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者周文瑞, 張紀(jì)芝, 李建章, 張世鋒, 高強(qiáng) 申請人:北京林業(yè)大學(xué)