本發(fā)明屬于膠黏劑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保型木材膠黏劑。
背景技術(shù)：
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，國(guó)內(nèi)人造板工業(yè)得到超常規(guī)的快速發(fā)展，年均增長(zhǎng)22％，2009年人造板產(chǎn)量超過(guò)8000多萬(wàn)立方米，年消耗膠粘劑約500萬(wàn)，成為世界人造板生產(chǎn)第一大國(guó)。目前，國(guó)內(nèi)外人造板制造行業(yè)使用的粘合劑主要還是脲醛樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、三聚氰胺甲醛樹(shù)脂等。此類型的膠粘劑中游離甲醛含量較高，使用過(guò)程中緩慢釋放出有毒甲醛氣體，對(duì)人體造成傷害。為了減少甲醛氣體的排放，國(guó)內(nèi)的研究思路一方面是對(duì)原有合成脲醛樹(shù)脂的技術(shù)路線加以改進(jìn)，試圖降低游離甲醛的含量。如添加尿素、三聚氰胺等甲醛撲捉劑；另一方面試圖利用價(jià)廉的生物質(zhì)聚羥基化合物為原料制備木材膠黏劑來(lái)取代甲醛系膠黏劑。在所報(bào)導(dǎo)的上述思路中，淀粉基膠粘劑的成本較低，是最有應(yīng)用前景的一種天然聚羥基化合物材料。結(jié)合國(guó)內(nèi)淀粉膠粘劑已經(jīng)大量應(yīng)用于瓦楞紙板包裝箱的國(guó)情，淀粉膠粘劑經(jīng)過(guò)新型結(jié)構(gòu)淀粉的分子設(shè)計(jì)與控制氧化斷鏈、交聯(lián)后接枝共聚，解決粘結(jié)強(qiáng)度和耐水性，用于人造板行業(yè)從經(jīng)濟(jì)上考慮是可行的。近兩年來(lái)，已經(jīng)有了部分人造板用淀粉膠粘劑的探索研究或發(fā)明專利。但從研究結(jié)果來(lái)看淀粉基膠粘劑用于人造板，仍然存在耐水性、粘接強(qiáng)度、固含量和貯存穩(wěn)定性等的難題。人造板用淀粉膠粘劑應(yīng)用的技術(shù)開(kāi)發(fā)方面也還有很多困難需要克服。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種環(huán)保型木材膠黏劑，以解決現(xiàn)有淀粉基膠粘劑用于人造板，仍然存在耐水性、粘接強(qiáng)度、固含量和貯存穩(wěn)定性差等問(wèn)題。在本發(fā)明的膠黏劑膠合成的工藝路線中，未加入任何含甲醛的物質(zhì)，所合成的膠黏劑產(chǎn)品游離甲醛釋放量達(dá)到E0級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(≤0.5mg/L)，屬于綠色環(huán)保型膠黏劑，可廣泛應(yīng)用于人造板、膠合板、纖維素板的生產(chǎn)，代替“三醛”膠的使用。
為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種環(huán)保型木材膠黏劑，以重量份為單位，包括以下原料：甘薯淀粉124-148份、脂肪酸甘油酯14-17份、二甲基乙酰胺11-14份、氫氧化鈉2-4份、環(huán)氧氯丙烷4-6份、尿素3-5份、偶聯(lián)劑0.4-0.6份、引發(fā)劑0.1-0.3份、催化劑0.1-0.2份、穩(wěn)定劑0.2-0.3份、消泡劑0.6-1份、增塑劑0.8-1.2份、增韌劑0.6-0.9份、增粘劑0.5-0.8份；
所述環(huán)保型木材膠黏劑的制備方法，包括以下步驟：
S1：配制濃度為13-20Be’，pH值為3-3.6的甘薯淀粉漿Ⅰ；
S2：向步驟S1的甘薯淀粉漿Ⅰ中加入濃度為1％-1.8％的脂肪酸甘油酯、二甲基乙酰胺、偶聯(lián)劑、催化劑，然后在溫度為44-54℃，攪拌轉(zhuǎn)速為60-80r/min下進(jìn)行交聯(lián)接枝反應(yīng)3-4h，制得漿料Ⅱ；
S3：向步驟S2的漿料Ⅱ中加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH值為9.2-9.6，接著加入環(huán)氧氯丙烷、尿素、引發(fā)劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑，然后在溫度為56-58℃，攪拌轉(zhuǎn)速為50-100r/min下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)1.5-2h，制得漿料Ⅲ；
S4：將步驟S3的漿料Ⅲ中加入穩(wěn)定劑，調(diào)節(jié)pH值為7.8-8.2，升溫至75-79℃，糊化55-60min，糊化結(jié)束后降至30-35℃，加入消泡劑，在轉(zhuǎn)速為50-100r/min下攪拌10-15min，制得環(huán)保型木材膠黏劑。
進(jìn)一步地，所述偶聯(lián)劑為2，5-二甲基-2，5-雙(苯甲酰過(guò)氧)-己烷。
進(jìn)一步地，所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯。
進(jìn)一步地，所述催化劑為鉑催化劑。
進(jìn)一步地，所述穩(wěn)定劑為有機(jī)錫穩(wěn)定劑。
進(jìn)一步地，所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。
進(jìn)一步地，所述增塑劑為檸檬酸酯。
進(jìn)一步地，所述增韌劑為聚丁二烯橡膠。
進(jìn)一步地，所述增粘劑為環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷。
本發(fā)明具有以下有益效果：
(1)本發(fā)明所使用的主要原料為甘薯淀粉，屬于生物質(zhì)材料，價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯，來(lái)源廣泛，綠色環(huán)保，屬于可再生農(nóng)業(yè)資源的合理開(kāi)發(fā)利用，能提高農(nóng)產(chǎn)品的附加值。
(2)在本發(fā)明的膠黏劑膠合成的工藝路線中，未加入任何含甲醛的物質(zhì)，所合成的膠黏劑產(chǎn)品游離甲醛釋放量達(dá)到E0級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(≤0.5mg/L)，減少甲醛的排放，對(duì)人體無(wú)傷害，屬于綠色環(huán)保型膠黏劑。
(3)本發(fā)明的膠黏劑具有固含量高(45.6％-48.1％，高于尿醛樹(shù)脂固含標(biāo)準(zhǔn))、耐水性能好(74-77h)、膠合強(qiáng)度高(7.75-8.12Mpa)、固化時(shí)間快(39-43s)、儲(chǔ)存期長(zhǎng)(≥206-211天)、反應(yīng)條件溫和、能耗少、工藝簡(jiǎn)單、成本低、設(shè)備簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
(4)本發(fā)明的膠黏劑膠合強(qiáng)度高和耐水性強(qiáng)，完全符合GB/T14732-2006中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，所生產(chǎn)的膠合板強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)家Ⅱ類人造板標(biāo)準(zhǔn)?？蓮V泛應(yīng)用于人造板、膠合板、纖維素板的工業(yè)流水線生產(chǎn)，代替“三醛”膠的使用，減少對(duì)化石資源的依賴。
【具體實(shí)施方式】
為便于更好地理解本發(fā)明，通過(guò)以下實(shí)例加以說(shuō)明，這些實(shí)例屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍，但不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
在實(shí)施例中，所述環(huán)保型木材膠黏劑，以重量份為單位，包括以下原料：甘薯淀粉124-148份、脂肪酸甘油酯14-17份、二甲基乙酰胺11-14份、氫氧化鈉2-4份、環(huán)氧氯丙烷4-6份、尿素3-5份、偶聯(lián)劑0.4-0.6份、引發(fā)劑0.1-0.3份、催化劑0.1-0.2份、穩(wěn)定劑0.2-0.3份、消泡劑0.6-1份、增塑劑0.8-1.2份、增韌劑0.6-0.9份、增粘劑0.5-0.8份；
所述偶聯(lián)劑為2，5-二甲基-2，5-雙(苯甲酰過(guò)氧)-己烷；
所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；
所述催化劑為鉑催化劑；
所述穩(wěn)定劑為有機(jī)錫穩(wěn)定劑；
所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；
所述增塑劑為檸檬酸酯；
所述增韌劑為聚丁二烯橡膠；
所述增粘劑為環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷；
所述環(huán)保型木材膠黏劑的制備方法，包括以下步驟：
S1：配制濃度為13-20Be’，pH值為3-3.6的甘薯淀粉漿Ⅰ；
S2：向步驟S1的甘薯淀粉漿Ⅰ中加入濃度為1％-1.8％的脂肪酸甘油酯、二甲基乙酰胺、偶聯(lián)劑、催化劑，然后在溫度為44-54℃，攪拌轉(zhuǎn)速為60-80r/min下進(jìn)行交聯(lián)接枝反應(yīng)3-4h，制得漿料Ⅱ；
S3：向步驟S2的漿料Ⅱ中加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH值為9.2-9.6，接著加入環(huán)氧氯丙烷、尿素、引發(fā)劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑，然后在溫度為56-58℃，攪拌轉(zhuǎn)速為50-100r/min下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)1.5-2h，制得漿料Ⅲ；
S4：將步驟S3的漿料Ⅲ中加入穩(wěn)定劑，調(diào)節(jié)pH值為7.8-8.2，升溫至75-79℃，糊化55-60min，糊化結(jié)束后降至30-35℃，加入消泡劑，在轉(zhuǎn)速為50-100r/min下攪拌10-15min，制得環(huán)保型木材膠黏劑。
下面通過(guò)更具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。
實(shí)施例1
一種環(huán)保型木材膠黏劑，以重量份為單位，包括以下原料：甘薯淀粉135份、脂肪酸甘油酯15份、二甲基乙酰胺12份、氫氧化鈉3份、環(huán)氧氯丙烷5份、尿素4份、偶聯(lián)劑0.5份、引發(fā)劑0.2份、催化劑0.1份、穩(wěn)定劑0.2份、消泡劑0.8份、增塑劑1份、增韌劑0.8份、增粘劑0.7份；
所述偶聯(lián)劑為2，5-二甲基-2，5-雙(苯甲酰過(guò)氧)-己烷；
所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；
所述催化劑為鉑催化劑；
所述穩(wěn)定劑為有機(jī)錫穩(wěn)定劑；
所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；
所述增塑劑為檸檬酸酯；
所述增韌劑為聚丁二烯橡膠；
所述增粘劑為環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷；
所述環(huán)保型木材膠黏劑的制備方法，包括以下步驟：
S1：配制濃度為18Be’，pH值為3.4的甘薯淀粉漿Ⅰ；
S2：向步驟S1的甘薯淀粉漿Ⅰ中加入濃度為1.5％的脂肪酸甘油酯、二甲基乙酰胺、偶聯(lián)劑、催化劑，然后在溫度為50℃，攪拌轉(zhuǎn)速為70r/min下進(jìn)行交聯(lián)接枝反應(yīng)3.5h，制得漿料Ⅱ；
S3：向步驟S2的漿料Ⅱ中加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH值為9.4，接著加入環(huán)氧氯丙烷、尿素、引發(fā)劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑，然后在溫度為57℃，攪拌轉(zhuǎn)速為80r/min下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)1.8h，制得漿料Ⅲ；
S4：將步驟S3的漿料Ⅲ中加入穩(wěn)定劑，調(diào)節(jié)pH值為8，升溫至78℃，糊化58min，糊化結(jié)束后降至32℃，加入消泡劑，在轉(zhuǎn)速為80r/min下攪拌12min，制得環(huán)保型木材膠黏劑。
實(shí)施例2
一種環(huán)保型木材膠黏劑，以重量份為單位，包括以下原料：甘薯淀粉124份、脂肪酸甘油酯14份、二甲基乙酰胺11份、氫氧化鈉2份、環(huán)氧氯丙烷4份、尿素3份、偶聯(lián)劑0.4份、引發(fā)劑0.1份、催化劑0.1份、穩(wěn)定劑0.2份、消泡劑0.6份、增塑劑0.8份、增韌劑0.6份、增粘劑0.5份；
所述偶聯(lián)劑為2，5-二甲基-2，5-雙(苯甲酰過(guò)氧)-己烷；
所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；
所述催化劑為鉑催化劑；
所述穩(wěn)定劑為有機(jī)錫穩(wěn)定劑；
所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；
所述增塑劑為檸檬酸酯；
所述增韌劑為聚丁二烯橡膠；
所述增粘劑為環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷；
所述環(huán)保型木材膠黏劑的制備方法，包括以下步驟：
S1：配制濃度為13Be’，pH值為3的甘薯淀粉漿Ⅰ；
S2：向步驟S1的甘薯淀粉漿Ⅰ中加入濃度為1％的脂肪酸甘油酯、二甲基乙酰胺、偶聯(lián)劑、催化劑，然后在溫度為44℃，攪拌轉(zhuǎn)速為60/min下進(jìn)行交聯(lián)接枝反應(yīng)4h，制得漿料Ⅱ；
S3：向步驟S2的漿料Ⅱ中加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH值為9.2，接著加入環(huán)氧氯丙烷、尿素、引發(fā)劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑，然后在溫度為56℃，攪拌轉(zhuǎn)速為50r/min下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)2h，制得漿料Ⅲ；
S4：將步驟S3的漿料Ⅲ中加入穩(wěn)定劑，調(diào)節(jié)pH值為7.8，升溫至75℃，糊化60min，糊化結(jié)束后降至30℃，加入消泡劑，在轉(zhuǎn)速為50r/min下攪拌15min，制得環(huán)保型木材膠黏劑。
實(shí)施例3
一種環(huán)保型木材膠黏劑，以重量份為單位，包括以下原料：甘薯淀粉148份、脂肪酸甘油酯17份、二甲基乙酰胺14份、氫氧化鈉4份、環(huán)氧氯丙烷6份、尿素5份、偶聯(lián)劑0.6份、引發(fā)劑0.3份、催化劑0.2份、穩(wěn)定劑0.3份、消泡劑1份、增塑劑1.2份、增韌劑0.9份、增粘劑0.8份；
所述偶聯(lián)劑為2，5-二甲基-2，5-雙(苯甲酰過(guò)氧)-己烷；
所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；
所述催化劑為鉑催化劑；
所述穩(wěn)定劑為有機(jī)錫穩(wěn)定劑；
所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；
所述增塑劑為檸檬酸酯；
所述增韌劑為聚丁二烯橡膠；
所述增粘劑為環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷；
所述環(huán)保型木材膠黏劑的制備方法，包括以下步驟：
S1：配制濃度為20Be’，pH值為3.6的甘薯淀粉漿Ⅰ；
S2：向步驟S1的甘薯淀粉漿Ⅰ中加入濃度為1.8％的脂肪酸甘油酯、二甲基乙酰胺、偶聯(lián)劑、催化劑，然后在溫度為54℃，攪拌轉(zhuǎn)速為80r/min下進(jìn)行交聯(lián)接枝反應(yīng)3h，制得漿料Ⅱ；
S3：向步驟S2的漿料Ⅱ中加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH值為9.6，接著加入環(huán)氧氯丙烷、尿素、引發(fā)劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑，然后在溫度為58℃，攪拌轉(zhuǎn)速為100r/min下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)1.5h，制得漿料Ⅲ；
S4：將步驟S3的漿料Ⅲ中加入穩(wěn)定劑，調(diào)節(jié)pH值為8.2，升溫至79℃，糊化55min，糊化結(jié)束后降至35℃，加入消泡劑，在轉(zhuǎn)速為100r/min下攪拌10min，制得環(huán)保型木材膠黏劑。
實(shí)施例4
一種環(huán)保型木材膠黏劑，以重量份為單位，包括以下原料：甘薯淀粉130份、脂肪酸甘油酯15份、二甲基乙酰胺12份、氫氧化鈉2.5份、環(huán)氧氯丙烷4.5份、尿素3.5份、偶聯(lián)劑0.4份、引發(fā)劑0.1份、催化劑0.1份、穩(wěn)定劑0.2份、消泡劑0.7份、增塑劑0.9份、增韌劑0.7份、增粘劑0.6份；
所述偶聯(lián)劑為2，5-二甲基-2，5-雙(苯甲酰過(guò)氧)-己烷；
所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；
所述催化劑為鉑催化劑；
所述穩(wěn)定劑為有機(jī)錫穩(wěn)定劑；
所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；
所述增塑劑為檸檬酸酯；
所述增韌劑為聚丁二烯橡膠；
所述增粘劑為環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷；
所述環(huán)保型木材膠黏劑的制備方法，包括以下步驟：
S1：配制濃度為16Be’，pH值為3.3的甘薯淀粉漿Ⅰ；
S2：向步驟S1的甘薯淀粉漿Ⅰ中加入濃度為1.4％的脂肪酸甘油酯、二甲基乙酰胺、偶聯(lián)劑、催化劑，然后在溫度為48℃，攪拌轉(zhuǎn)速為65/min下進(jìn)行交聯(lián)接枝反應(yīng)3.8h，制得漿料Ⅱ；
S3：向步驟S2的漿料Ⅱ中加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH值為9.3，接著加入環(huán)氧氯丙烷、尿素、引發(fā)劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑，然后在溫度為57℃，攪拌轉(zhuǎn)速為60r/min下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)1.9h，制得漿料Ⅲ；
S4：將步驟S3的漿料Ⅲ中加入穩(wěn)定劑，調(diào)節(jié)pH值為7.9，升溫至76℃，糊化57min，糊化結(jié)束后降至32℃，加入消泡劑，在轉(zhuǎn)速為60/min下攪拌14min，制得環(huán)保型木材膠黏劑。
實(shí)施例5
一種環(huán)保型木材膠黏劑，以重量份為單位，包括以下原料：甘薯淀粉140份、脂肪酸甘油酯16份、二甲基乙酰胺13份、氫氧化鈉3.5份、環(huán)氧氯丙烷5.5份、尿素4.5份、偶聯(lián)劑0.5份、引發(fā)劑0.2份、催化劑0.2份、穩(wěn)定劑0.3份、消泡劑0.9份、增塑劑1.1份、增韌劑0.8份、增粘劑0.7份；
所述偶聯(lián)劑為2，5-二甲基-2，5-雙(苯甲酰過(guò)氧)-己烷；
所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；
所述催化劑為鉑催化劑；
所述穩(wěn)定劑為有機(jī)錫穩(wěn)定劑；
所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；
所述增塑劑為檸檬酸酯；
所述增韌劑為聚丁二烯橡膠；
所述增粘劑為環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷；
所述環(huán)保型木材膠黏劑的制備方法，包括以下步驟：
S1：配制濃度為18Be’，pH值為3.5的甘薯淀粉漿Ⅰ；
S2：向步驟S1的甘薯淀粉漿Ⅰ中加入濃度為1.7％的脂肪酸甘油酯、二甲基乙酰胺、偶聯(lián)劑、催化劑，然后在溫度為53℃，攪拌轉(zhuǎn)速為70r/min下進(jìn)行交聯(lián)接枝反應(yīng)3.2h，制得漿料Ⅱ；
S3：向步驟S2的漿料Ⅱ中加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH值為9.5，接著加入環(huán)氧氯丙烷、尿素、引發(fā)劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑，然后在溫度為57℃，攪拌轉(zhuǎn)速為90r/min下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)1.6h，制得漿料Ⅲ；
S4：將步驟S3的漿料Ⅲ中加入穩(wěn)定劑，調(diào)節(jié)pH值為8.1，升溫至78℃，糊化56min，糊化結(jié)束后降至34℃，加入消泡劑，在轉(zhuǎn)速為90r/min下攪拌12min，制得環(huán)保型木材膠黏劑。
本發(fā)明膠黏劑用于桉木膠合板膠合，其干膠合強(qiáng)度優(yōu)異。按照GB/T14732-2006所規(guī)定方法進(jìn)行測(cè)試，將試件放入63±3℃的熱水中浸漬3h，然后將試件平放在63±3℃的空氣對(duì)流干燥箱中干燥1h，取出后在室溫下降溫10min，再進(jìn)行膠合強(qiáng)度測(cè)試。產(chǎn)品膠合強(qiáng)度、耐水性均內(nèi)滿足國(guó)家Ⅱ類膠合板相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
下表是實(shí)施例1-5的環(huán)保型木材膠黏劑的性能測(cè)試結(jié)果與尿醛樹(shù)脂木材膠黏劑國(guó)家標(biāo)(準(zhǔn)簡(jiǎn)稱標(biāo)值)的比較。
以上內(nèi)容不能認(rèn)定本發(fā)明具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書(shū)確定的專利保護(hù)范圍。