專利名稱：一種改性淀粉木材膠粘劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種木材粘膠劑的生產(chǎn)方法，具體涉及一種改性淀粉木材膠粘劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
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木材工業(yè)是膠粘劑的最大應(yīng)用領(lǐng)域，膠合板、刨花板、家具、纖維板等人造板使用約占90%的木材膠粘劑，所占比重最大。目前，人造板使用的膠粘劑基本上是“三醛膠”，即脲醛樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺一甲醛等傳統(tǒng)合成膠，但是“三醛膠”在生產(chǎn)和使用過程中所釋放出的游離甲醛會對環(huán)境造成嚴重污染。
淀粉是生物質(zhì)資源，韌性好，使用方便，粘接強度高，價格低廉且無毒環(huán)保，具有較好的開發(fā)潛力和應(yīng)用前景，但因其耐水性能欠佳，初粘接力低、易于霉變等原因在木材加工領(lǐng)域很少應(yīng)用。專利號為200710032552.0的發(fā)明專利公開了一種氧化淀粉改性酚醛樹脂木材膠粘劑及其制備方法和應(yīng)用，其將淀粉進行改性后克服了淀粉本身存在的缺陷，使其適合用于制備木材膠粘劑，但仍存在以下幾點不足:
1)、調(diào)配出的淀粉漿濃度較低，導(dǎo)致需要后脫水處理；
2)、酚醛樹脂低聚物與氧化淀粉酶解物的質(zhì)量比為1:f 9:1，木材膠粘劑中主要成分仍為酚醛樹脂膠,淀粉漿的加入量少,生產(chǎn)成本較高；
3)、在制備過程中需多次進行升溫降溫，其工藝繁瑣，不夠節(jié)能；
4 )、生產(chǎn)出的木材膠·粘劑需經(jīng)過脫水、脫酚及脫醛處理，會對環(huán)境造成污染。發(fā)明內(nèi)容:
本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種改性淀粉木材膠粘劑及其制備方法和應(yīng)用，其生產(chǎn)工藝簡潔、粘接能力強、節(jié)能環(huán)保，利用本木材粘膠劑制作的膠合板的甲醛揮發(fā)量為0.9毫克/升，符合國家標準El級的要求，按I類膠合板檢測方法檢測，膠合強度為1.1MPa。本發(fā)明的制備方法由以下步驟構(gòu)成:
a、淀粉的水解改性，用水把淀粉配制成質(zhì)量濃度為35-45%的淀粉漿，再向其內(nèi)加入淀粉水解助劑進行水解f 5小時，水解溫度控制在35飛(TC，其中淀粉水解助劑質(zhì)量為淀粉質(zhì)量的0.01 2% ；
b、淀粉的氧化改性，在上述水解后的淀粉漿中加入硫酸鹽作為催化劑，緩慢加入氧化齊IJ，反應(yīng)1(Γ50分鐘后，緩慢加入質(zhì)量濃度為45%的氫氧化鈉溶液進行攪拌，攪拌均勻后，停止攪拌，反應(yīng)至氣泡消失，重新啟動攪拌，其中硫酸鹽質(zhì)量為淀粉質(zhì)量的0.f 1%、氧化劑質(zhì)量為淀粉質(zhì)量的5 10%、氫氧化鈉溶液質(zhì)量為淀粉質(zhì)量的2(Γ30% ；
C、淀粉的糊化改性，把氧化后的淀粉漿升溫到88-92°C，保溫20-30分鐘，
制得改性淀粉膠；
d、淀粉的摻混改性，取水溶性的熱固性酚醛樹脂膠加到改性淀粉膠中，
攪拌3(Γ50分鐘后降溫冷卻到50°C，得到改性淀粉木材膠粘劑，其中改性淀粉膠的質(zhì)量占木材膠粘劑質(zhì)量的5(Γ70%，熱固性酚醛樹脂膠的質(zhì)量占木材膠粘劑質(zhì)量的3(Γ50%。所述a步驟中的淀粉水解助劑為酵母、鹽酸、硫酸或真菌淀粉酶。所述b步驟中的氧化劑為有效氯質(zhì)量含量為8%的次氯酸鈉或質(zhì)量濃度為30%的雙氧水。所述b步驟中的硫酸鹽為硫酸亞鐵、硫酸銅或硫酸鎳。所述d步驟中的所述d步驟中的改性淀粉膠的質(zhì)量占木材膠粘劑質(zhì)量的70%，熱固性酚醛樹脂膠的質(zhì)量占木材膠粘劑質(zhì)量的30%。按上述方法制得的改性淀粉木材膠粘劑的粘度為60(T2200mPs，固含量為38 42%，外觀為黑棕色，用此改性淀粉木材膠粘劑制得的膠合板的甲醛揮發(fā)量為0.9毫克/升，符合國家標準El級的·要求，按I類膠合板檢測方法檢測，膠合強度為1.1MPa0本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
I)、利用改性淀粉制備木材膠粘劑，使淀粉經(jīng)改性后在木材加工領(lǐng)域得到了應(yīng)用，擴大了淀粉的使用范圍，同時也減少了木材膠粘劑對石油資源的依賴。2)使用本發(fā)明制備的木材膠粘劑制作出的膠合板耐水性能優(yōu)于脲醛膠制作的膠合板，在建筑模板領(lǐng)域可以減少模板使用量，從而減少木材采伐量。3)用本方法制備的膠粘劑，主要成份為淀粉，生產(chǎn)成本很低，可代替“三醛膠”在實際生產(chǎn)中應(yīng)用。4)在制備過程中只需一次升溫降溫，無需進行脫水、脫酚及脫醛處理，既節(jié)省了工藝步驟、縮短加工時間，又不會對環(huán)境造成污染，符合環(huán)保要求，工藝簡潔、節(jié)省能源。5)、生產(chǎn)出的木材膠粘劑可制得I類膠合板，板材甲醛揮發(fā)量小于1.5毫克/升，達到El級要求。
具體實施方式
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以下結(jié)合各實施例對本發(fā)明作進一步說明:
實施例1
該改性淀粉木材膠粘劑的制備方法由以下步驟構(gòu)成:
a、淀粉的水解改性，在反應(yīng)釜中加入300kg水，加入200kg淀粉打漿，加入Ikg酵母進行水解2 4小時，其水解溫度控制在35 40°C ；
b、淀粉的氧化改性,在上述淀粉衆(zhòng)中加入0.3kg硫酸亞鐵作為催化劑,緩慢加入16kg質(zhì)量濃度為30%的雙氧水作為氧化劑，反應(yīng)2(Γ40分鐘后，緩慢加入質(zhì)量濃度為45%的氫氧化鈉溶液55kg進行攪拌，攪拌均勻后，停止攪拌，反應(yīng)至氣泡消失，重新啟動攪拌；
C、淀粉的糊化改性，把氧化后的淀粉漿升溫到92°C，保溫20分鐘，得改性淀粉膠。d、淀粉的摻混改性，取水溶性的熱固性酚醛樹脂膠245kg加到改性淀粉膠中，攪拌30分鐘后降溫冷卻到50°C，得到改性淀粉木材膠粘劑。在上述得到的改性淀粉木材膠粘劑中加入改性淀粉木材膠粘劑質(zhì)量25%的面粉，攪勻，以雙面涂膠為300g/Hf的量，在楊木單板上涂膠，熱壓溫度為135°C，熱壓壓力IOOOMPa/ IIf，熱壓時間為25分鐘的條件下制作膠合板。所得膠合板甲醛釋放量測定按GB/T17657—1999的規(guī)定進行，測得甲醛釋放量為0.9mg/L，小于GB/T 9846.3-2004中R甲醛釋放量El級限量值1.5mg/L的規(guī)定；膠合強度測定按GB/T17657—1999中4.15.4.2 a)_規(guī)定進行，測得膠合強度值為1.1MPa,符合GB/T 9846.3-2004中8.2.1膠合強度指標值I類膠合板彡0.70MPa的要求。實施例2
該改性淀粉木材膠粘劑的制備方法由以下步驟構(gòu)成:
a、淀粉的水解改性，在反應(yīng)釜中加入186kg水，加入IOOkg淀粉打漿，加入0.0lkg真菌淀粉酶進行水解I小時，其水解溫度控制在35°C ；
b、淀粉的氧化改性,在上述淀粉衆(zhòng)中加入0.1kg硫酸鎳作為催化劑,緩慢加入IOkg有效氯質(zhì)量含量為8%的次氯酸鈉作為氧化劑,反應(yīng)10分鐘后,緩慢加入質(zhì)量濃度為45%的氫氧化鈉溶液20kg進行攪拌，攪拌均勻后，停止攪拌，反應(yīng)至氣泡消失，重新啟動攪拌；
C、淀粉的糊化改性，把氧化后的淀粉漿升溫至88°C，保持恒溫20分鐘，得改性淀粉膠；d、淀粉的糊化改性，取水溶性的熱固性酚醛 樹脂膠316kg加到改性淀粉膠中，攪拌30分鐘后降溫冷卻到50°C，得到改性淀粉木材膠粘劑。實施例3
該改性淀粉木材膠粘劑的制備方法由以下步驟構(gòu)成:
a、淀粉的水解改性，在反應(yīng)釜中加入367kg水，加入300kg淀粉打漿，加入6kg鹽酸進行水解5小時，其水解溫度控制在50°C ；
b、淀粉的氧化改性，在上述淀粉漿中加入3kg硫酸銅作為催化劑，緩慢加入30kg質(zhì)量濃度為30%的雙氧水作為氧化劑，反應(yīng)50分鐘后，緩慢加入質(zhì)量濃度為45%的氫氧化鈉溶液90kg進行攪拌，攪拌均勻后，停止攪拌，反應(yīng)至氣泡消失，重新啟動攪拌；
C、淀粉的糊化改性，把氧化后的淀粉漿升溫至92°C，保持恒溫30分鐘，得改性淀粉膠；d、淀粉的摻混改性，取水溶性的熱固性酚醛樹脂膠530kg加到改性淀粉膠中，攪拌50分鐘后降溫冷卻到50°C，得到改性淀粉木材膠粘劑。實施例4
該改性淀粉木材膠粘劑的制備方法由以下步驟構(gòu)成:
a、淀粉的水解改性，在反應(yīng)釜中加入250kg水，加入150kg淀粉打漿，加入0.9kg的硫酸進行水解1.5小時，其水解溫度控制在38°C ；
b、淀粉的氧化改性,在上述淀粉衆(zhòng)中加入0.75kg硫酸亞鐵作為催化劑,緩慢加入9kg質(zhì)量濃度為30%的雙氧水作為氧化劑，反應(yīng)25分鐘后，緩慢加入質(zhì)量濃度為45%的氫氧化鈉溶液38kg進行攪拌，攪拌均勻后，停止攪拌，反應(yīng)至氣泡消失，重新啟動攪拌；
C、淀粉的糊化改性，把氧化后的淀粉漿升溫至90°C，保持恒溫25分鐘，得改性淀粉膠；d、淀粉的摻混改性，取水溶性的熱固性酚醛樹脂膠192kg加到改性淀粉膠中，攪拌40分鐘后降溫冷卻到50°C，得到改性淀粉木材膠粘劑。實施例5
該改性淀粉木材膠粘劑的制備方法由以下步驟構(gòu)成:
a、淀粉的水解改性，在反應(yīng)釜中加入345kg水，加入250kg淀粉打漿，加入2.5kg的酵母進行水解4.5小時，其水解溫度控制在45°C ；
b、淀粉的氧化改性,在上述淀粉衆(zhòng)中加入2kg硫酸銅作為催化劑,緩慢加入22.5kg濃度為30%的雙氧水作為氧化劑，反應(yīng)45分鐘后，緩慢加入質(zhì)量濃度為45%的氫氧化鈉溶液58kg進行攪拌，攪拌均勻后，停止攪拌，反應(yīng)至氣泡消失，重新啟動攪拌；
C、淀粉的糊化改性，把氧化后的淀粉漿升溫至91°C，保持恒溫28分鐘，得改性淀粉膠；d、淀粉的摻混改性，取水溶性的熱固性酚醛樹脂膠290kg加到改性淀粉膠中，攪拌45分鐘后降溫冷卻到50°C ，得到改性淀粉木材膠粘劑。
權(quán)利要求
1.一種改性淀粉木材膠粘劑的制備方法，其特征在于由以下步驟構(gòu)成 a、淀粉的水解改性，用水把淀粉配制成質(zhì)量濃度為35 45%的淀粉漿，再向其內(nèi)加入淀粉水解助劑進行水解1飛小時，水解溫度控制在35飛(TC，其中淀粉水解助劑質(zhì)量為淀粉質(zhì)量的O. Ol 2% ； b、淀粉的氧化改性，在上述水解后的淀粉漿中加入硫酸鹽作為催化劑，緩慢加入氧化齊IJ，反應(yīng)1(Γ50分鐘后，緩慢加入質(zhì)量濃度為45%的氫氧化鈉溶液進行攪拌，攪拌均勻后，停止攪拌，反應(yīng)至氣泡消失，重新啟動攪拌，其中硫酸鹽質(zhì)量為淀粉質(zhì)量的O.廣1%、氧化劑質(zhì)量為淀粉質(zhì)量的5 10%、氫氧化鈉溶液質(zhì)量為淀粉質(zhì)量的2(Γ30% ； C、淀粉的糊化改性，把氧化后的淀粉漿升溫到88、2°C，保溫2(Γ30分 鐘，制得改性淀粉膠； d、淀粉的摻混改性，取水溶性的熱固性酚醛樹脂膠加到改性淀粉膠中， 攪拌3(Γ50分鐘后降溫冷卻到50°C，得到改性淀粉木材膠粘劑，其中改性淀粉膠的質(zhì)量占木材膠粘劑質(zhì)量的5(Γ70%，熱固性酚醛樹脂膠的質(zhì)量占木材膠粘劑質(zhì)量的3(Γ50%。
2.如權(quán)利要求I所述的一種改性淀粉木材膠粘劑的制備方法，其特征在于所述a步驟中的淀粉水解助劑為酵母、鹽酸、硫酸或真菌淀粉酶。
3.如權(quán)利要求I或2所述的一種改性淀粉木材膠粘劑的制備方法，其特征在于所述b步驟中的氧化劑為有效氯質(zhì)量含量為8%的次氯酸鈉或質(zhì)量濃度為30%的雙氧水。
4.如權(quán)利要求3所述的一種改性淀粉木材膠粘劑的制備方法,其特征在于所述b步驟中的硫酸鹽為硫酸亞鐵、硫酸銅或硫酸鎳。
5.如權(quán)利要求4所述的一種改性淀粉木材膠粘劑的制備方法,其特征在于所述d步驟中的改性淀粉膠的質(zhì)量占木材膠粘劑質(zhì)量的70%，熱固性酚醛樹脂膠的質(zhì)量占木材膠粘劑質(zhì)量的30%。
6.一種改性淀粉木材膠粘劑，是通過權(quán)利要求I所述的制備方法制備而成的。
7.如權(quán)利要求6所述的一種改性淀粉木材膠粘劑，其特征在于所述木材膠粘劑的粘度為60(T2200mPs，固含量為38 42%，外觀為黑棕色。
8.用權(quán)利要求6所述的一種改性淀粉木材膠粘劑制作膠合板的應(yīng)用。
全文摘要
一種改性淀粉木材膠粘劑及其制備方法和應(yīng)用，其制作過程為a、水解，配制質(zhì)量濃度為45%的淀粉漿，向其內(nèi)加入淀粉水解助劑水解5小時，水解溫度為50℃，其中淀粉水解助劑質(zhì)量為淀粉的2%；b、氧化，在淀粉漿中加入催化劑，再加入氧化劑，反應(yīng)50分鐘，加入濃度為45%的氫氧化鈉溶液進行攪拌，反應(yīng)至氣泡消失，重新啟動攪拌，其中催化劑質(zhì)量為淀粉的1%、氧化劑質(zhì)量為淀粉的10%、氫氧化鈉溶液質(zhì)量為淀粉的30%；c、糊化，把氧化后的淀粉漿升溫到92℃，保溫30分鐘，得改性淀粉膠；d、摻混，取水溶性的熱固性酚醛樹脂膠加到改性淀粉膠中，攪拌50分鐘后降溫冷卻到50℃，得到改性淀粉木材膠粘劑。
文檔編號C09J161/06GK103254842SQ20131020390
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月29日
發(fā)明者計震濤, 計漠, 洪偉 申請人:大慶市中大方正化工科技有限公司