專利名稱：一種互穿聚合物網絡結構硅系木材膠黏劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種木材膠黏劑領域，具體為一種互穿聚合物網絡結構硅系木材膠黏劑及其制備方法。
背景技術：
一般來說，人造板工業需要廣泛使用膠黏劑。然而，隨著科學技術的發展與進步，以及人們環保意識的日益增強，現代社會對人造板用膠黏劑的要求也越來越高，主要體現 在高性能和環保方面，開發無污染、無毒害的高性能膠黏劑已成為目前木材膠黏劑發展的必然趨勢。就現有技術來說，以水玻璃為代表的硅系無機膠黏劑是一類來源廣泛、價格低廉、環境友好的重要膠黏劑品種，具有無毒、無異味、無污染、粘接力強、耐溫性好、耐腐蝕、耐火、耐酸、耐老化性能優異等特點，用于粘接金屬、玻璃、陶瓷、石材等材料時，顯示出極其優良的粘接性能。然而，以水玻璃為代表的娃系無機I父黏劑在粘接木質材料時，各易出現固化膠脆性大、膠合強度低、耐水性差等缺陷，嚴重影響其應用。
發明內容
本發明的所要解決的技術問題在于提供一種互穿聚合物網絡結構硅系木材膠黏劑及其制備方法，這種木材膠黏劑耐水性好、粘接力強，以攻克現有水玻璃木材膠黏劑存在的脆性大、粘接強度低、耐水性差的問題，解決目前木質品粘接使用的三醛膠帶來的醛類有毒化合物污染環境和危害健康的技術缺陷。本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現
一種互穿聚合物網絡結構硅系木材膠黏劑，其原料包括以下重量份的組分
水玻璃7(Γ80份；
10%的PVA水溶液:20 30份；
去尚子水20 40份；
非離子型乳化劑0. Γ0. 2份；
有機強酸I份；
有機弱酸Γ2份；
水性鈦酸酯交聯劑0. 5^2. 5份；
基于上述組分的一種互穿聚合物網絡結構硅系木材膠黏劑的制備方法，包括以下步
驟
1)將10%的PVA溶液、非離子型乳化劑、1/6重量份去離子水依次加入到配有攪拌器、滴液漏斗、溫度計的三口反應瓶中，在6(T70°C攪拌2(T60min后，加入2/3重量份水玻璃，進行充分攪拌混合；
2)將有機強酸、有機弱酸和1/2重量份去離子水配成混合溶液，將混合溶液加入滴液漏斗中，在75 85°C緩慢滴加到反應瓶中，滴加完成后，繼續保溫反應3(T60min ；3)將余下1/3重量份水玻璃、1/3重量份去離子水加入反應瓶中，攪拌均勻后，進行熟化反應4 IOh ；
4)熟化完成后，將水性鈦酸酯交聯劑加到反應瓶中，攪拌分散2(T30min，降溫、出料，制得本發明的一種互穿聚合物網絡結構硅系木材膠黏劑。作為本發明的一項技術特點，所述水玻璃是模數為3. (Γ3. 4的鈉水玻璃、模數為3. (Γ3. 4的鉀水玻璃、模數為3. (Γ3. 4的鋰水玻璃中的一種或幾種的組合。作為本發明的一項技術特點，所述非離子型乳化劑為烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基醇酰胺聚氧乙烯醚中的一種或幾種的組合。作為本發明的一項技術特點，所述有機強酸為檸檬酸、二羥甲基丙酸中的一種。作為本發明的一項技術特點，所述有機弱酸為草酸、苯甲酸、苯酚中的一種或幾種 的組合。作為本發明的一項技術特點，所述水性鈦酸酯交聯劑為PVA (聚乙烯醇)專用交聯劑。本發明從改變硅系膠黏劑的分子結構入手，利用環保型有機聚合物對硅系無機膠黏劑進行增柔增韌改性，改善硅系無機膠黏劑的粘接性能，因而具有巨大的市場發展應用潛力。有益效果本發明制備方法和所需設備簡單，所用主要組分水玻璃、PVA均價格低廉，綠色環保，保證了本發明膠黏劑的低成本和清潔無污染。本發明制得的互穿聚合物網絡結構膠黏劑具有膠合強度高、耐水性優異、環保無毒、可室溫固化等特點，可廣泛用于木材單板、木纖維、刨花、竹纖維、竹篾等木質材料粘接。
具體實施例方式下面舉實例對本發明進行詳細描述。實施例I:
將30份質量分數為10%的PVA溶液、O. 2份烷基酚聚氧乙烯醚、6. 7份去離子水依次加到反應瓶中，在60°C攪拌60min后，加入53. 3份水玻璃，進行充分攪拌混合；接著將2份檸檬酸、2份苯甲酸溶解于20份去離子水中配成混合溶液，在85°C的反應溫度下，通過滴液漏斗緩慢滴加到反應瓶中，滴加完成后，繼續保溫反應60min ;然后，將26. 7份水玻璃和13. 3份去離子水加入反應瓶中，攪拌均勻后，熟化反應IOh ;熟化完成后，將2. 5份水性鈦酸酯交聯劑加到反應瓶中，快速攪拌分散30min，降溫、出料，即制得本發明的一種互穿聚合物網絡結構娃系木材膠黏劑。實施例2:
將25份質量分數為10%的PVA溶液、O. 15份脂肪醇聚氧乙烯醚、5份去離子水依次加到反應瓶中，在65°C攪拌40min后，加入50份水玻璃，進行充分攪拌混合；接著將I. 5份二羥甲基丙酸、I. 5份苯酚溶解于15份去離子水中配成混合溶液，在80°C的反應溫度下，通過滴液漏斗緩慢滴加到反應瓶中，滴加完成后，繼續保溫反應40min ;然后，將25份水玻璃和10份去離子水加入反應瓶中，攪拌均勻后，熟化反應7h ;熟化完成后，將I. 8份水性鈦酸酯交聯劑加到反應瓶中，快速攪拌分散25min，降溫、出料，即制得本發明的一種互穿聚合物網絡結構硅系木材膠黏劑。
實施例3:
將20份質量分數為10%的PVA溶液、O. I份烷基醇酰胺聚氧乙烯醚、3. 3份去離子水依次加到反應瓶中，在70°C攪拌30min后，加入46. 7份水玻璃，進行充分攪拌混合；接著將I份檸檬酸、I份草酸溶解于10份去離子水中配成混合溶液，在75°C的反應溫度下，通過滴液漏斗緩慢滴加到反應瓶中，滴加完成后，繼續保溫反應30min ;然后，將23. 3份水玻璃和6. 7份去離子水加入反應瓶中，攪拌均勻后，熟化反應4h ;熟化完成后，將O. 5份水性鈦酸酯交聯劑加到反應瓶中，快速攪拌分散20min，降溫、出料，即制得本發明的一種互穿聚合物網絡結構娃系木材膠黏劑。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.一種互穿聚合物網絡結構硅系木材膠黏劑，其特征在于，包括以下重量份的組分 水玻璃7(Γ80份； 10%的PVA水溶液:20 30份； 去尚子水20 40份； 非離子型乳化劑0. Γ0. 2份； 有機強酸I份； 有機弱酸Γ2份； 水性鈦酸酯交聯劑0. 5^2. 5份。
2.基于上述組分的一種互穿聚合物網絡結構硅系木材膠黏劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 ①、將10%的PVA溶液、非離子型乳化劑、1/6重量份去離子水依次加入到配有攪拌器、滴液漏斗、溫度計的三口反應瓶中，在6(T70°C攪拌2(T60min后，加入2/3重量份水玻璃，進行充分攪拌混合； ②、將有機強酸、有機弱酸和1/2重量份去離子水配成混合溶液，將混合溶液加入滴液漏斗中，在75 85°C緩慢滴加到反應瓶中，滴加完成后，繼續保溫反應3(T60min ； ③、將余下1/3重量份水玻璃、1/3重量份去離子水加入反應瓶中，攪拌均勻后，進行熟化反應4 IOh ； ④、熟化完成后，將水性鈦酸酯交聯劑加到反應瓶中，攪拌分散2(T30min，降溫、出料，制得本發明的一種互穿聚合物網絡結構硅系木材膠黏劑。
3.根據權利要求2所述的一種互穿聚合物網絡結構硅系木材膠黏劑的制備方法，其特征在于，所述水玻璃是模數為3. (Γ3. 4的鈉水玻璃、模數為3. (Γ3. 4的鉀水玻璃、模數為3.(Γ3. 4的鋰水玻璃中的一種或幾種的組合。
4.根據權利要求2所述的一種互穿聚合物網絡結構硅系木材膠黏劑的制備方法，其特征在于，所述非離子型乳化劑為烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基醇酰胺聚氧乙烯醚中的一種或幾種的組合。
5.根據權利要求2所述的一種互穿聚合物網絡結構硅系木材膠黏劑的制備方法，其特征在于，所述有機強酸為檸檬酸、二羥甲基丙酸中的一種。
6.根據權利要求2所述的一種互穿聚合物網絡結構硅系木材膠黏劑的制備方法，其特征在于，所述有機弱酸為草酸、苯甲酸、苯酚中的一種或幾種的組合。
全文摘要
一種互穿聚合物網絡結構硅系木材膠黏劑及其制備方法，其膠黏劑組分包括水玻璃、10%的PVA水溶液、去離子水、非離子型乳化劑、有機強酸、有機弱酸、水性鈦酸酯交聯劑。其制備方法中首先利用PVA與水玻璃進行乳液復合，通過強酸、弱酸的逐步交聯，形成半互穿聚合物網絡結構PVA-水玻璃復合乳液，接著利用水性鈦酸酯交聯劑，與上述復合乳液形成互穿聚合物網絡結構硅系膠黏劑。本發明的特點是所制備的硅系木材膠黏劑具有互穿聚合物網絡結構，極大改善了無機硅系膠黏劑的粘接性能。同時，制備的膠黏劑環保無毒，且原料來源廣泛，制備方法簡單易行，在人造板領域具有廣闊應用前景。
文檔編號C09J1/02GK102965032SQ20121051322
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月5日 優先權日2012年12月5日
發明者吳義強, 張新荔, 李新功, 李賢軍, 卿彥, 胡云楚, 姚春花, 劉曉梅 申請人:中南林業科技大學