一種木材膠黏劑的制作方法

文檔序號：10715054閱讀：518來源：國知局

一種木材膠黏劑的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種木材膠黏劑，以重量份為單位，包括以下原料：玉米淀粉122?150份、丁酸丁酯13?18份、過碳酰胺11?15份、氫氧化鉀2?4份、環氧氯丙烷4?6份、尿素3?5份、偶聯劑0.4?0.6份、引發劑0.1?0.3份、催化劑0.1?0.2份、穩定劑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。在本發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，所合成的膠黏劑產品游離甲醛釋放量達到E0級標準(≤0.5mg/L)，屬于綠色環保型膠黏劑，可廣泛應用于人造板、膠合板、纖維素板的生產，代替“三醛”膠的使用。
【專利說明】一種木材膠黏劑【技術領域】
[0001 ]本發明屬于膠黏劑制備技術領域，具體涉及一種木材膠黏劑。【【背景技術】】
[0002] 進入21世紀以來，國內人造板工業得到超常規的快速發展，年均增長22%，2009年人造板產量超過8000多萬立方米，年消耗膠粘劑約500萬，成為世界人造板生產第一大國。目前，國內外人造板制造行業使用的粘合劑主要還是脲醛樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂等。此類型的膠粘劑中游離甲醛含量較高，使用過程中緩慢釋放出有毒甲醛氣體，對人體造成傷害。為了減少甲醛氣體的排放，國內的研究思路一方面是對原有合成脲醛樹脂的技術路線加以改進，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廉的生物質聚羥基化合物為原料制備木材膠黏劑來取代甲醛系膠黏劑。在所報導的上述思路中，淀粉基膠粘劑的成本較低，是最有應用前景的一種天然聚羥基化合物材料。結合國內淀粉膠粘劑已經大量應用于瓦楞紙板包裝箱的國情，淀粉膠粘劑經過新型結構淀粉的分子設計與控制氧化斷鏈、交聯后接枝共聚，解決粘結強度和耐水性，用于人造板行業從經濟上考慮是可行的。近兩年來，已經有了部分人造板用淀粉膠粘劑的探索研究或發明專利。但從研究結果來看淀粉基膠粘劑用于人造板，仍然存在耐水性、粘接強度、固含量和貯存穩定性等的難題。人造板用淀粉膠粘劑應用的技術開發方面也還有很多困難需要克服。【
【發明內容】
】
[0003] 本發明提供一種木材膠黏劑，以解決現有淀粉基膠粘劑用于人造板，仍然存在耐水性、粘接強度、固含量和貯存穩定性差等問題。在本發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，所合成的膠黏劑產品游離甲醛釋放量達到E0級標準（<0.5mg/ L)，屬于綠色環保型膠黏劑，可廣泛應用于人造板、膠合板、纖維素板的生產，代替"三醛"膠的使用。
[0004] 為解決以上技術問題，本發明采用以下技術方案：
[0005] -種木材膠黏劑，以重量份為單位，包括以下原料:玉米淀粉122-150份、丁酸丁酯 13-18份、過碳酰胺11-15份、氫氧化鉀2-4份、環氧氯丙烷4-6份、尿素3-5份、偶聯劑0.4-0.6 份、引發劑〇. 1-0.3份、催化劑0.1-0.2份、穩定劑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；
[0006] 所述木材膠黏劑的制備方法，包括以下步驟：
[0007] S1:配制濃度為14-20Be'，pH值為3.1-3.6的玉米淀粉漿1;
[0008] S2:向步驟S1的玉米淀粉漿I中加入濃度為1.1 %-1.8 %的丁酸丁酯、過碳酰胺、偶聯劑、催化劑，然后在溫度為45-54 °C，攪拌轉速為60-80r/min下進行交聯接枝反應3-4h，制得漿料Π ;
[0009] S3:向步驟S2的漿料Π 中加入氫氧化鉀，調節pH值為9.2-9.6,接著加入環氧氯丙烷、尿素、引發劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑，然后在溫度為56-58°C，攪拌轉速為50-100r/min 下進行交聯反應1.5-2h，制得漿料m;
[0010] S4:將步驟S3的漿料m中加入穩定劑，調節pH值為7 · 8-8 · 2，升溫至75-79 °C，糊化 55-60min，糊化結束后降至30-35°C，加入消泡劑，在轉速為50-100r/min下攪拌10-15min，制得木材膠黏劑。
[0011] 進一步地，所述偶聯劑為2，5-二甲基-2，5-雙(苯甲酰過氧)-己烷。
[0012] 進一步地，所述引發劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯。
[0013]進一步地，所述催化劑為鉬催化劑。
[0014] 進一步地，所述穩定劑為有機錫穩定劑。
[0015] 進一步地，所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。
[0016] 進一步地，所述增塑劑為檸檬酸酯。
[0017] 進一步地，所述增韌劑為聚丁二烯橡膠。
[0018] 進一步地，所述增粘劑為環氧丙氧丙基三甲氧基硅烷。
[0019] 本發明具有以下有益效果：
[0020] (1)本發明所使用的主要原料為玉米淀粉，屬于生物質材料，價格優勢明顯，來源廣泛，綠色環保，屬于可再生農業資源的合理開發利用，能提高農產品的附加值。
[0021] (2)在本發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，所合成的膠黏劑產品游離甲醛釋放量達到E0級標準（<0.5mg/L)，減少甲醛的排放，對人體無傷害，屬于綠色環保型膠黏劑。
[0022] (3)本發明的膠黏劑具有固含量高(46.2%_49.1%，高于尿醛樹脂固含標準）、耐水性能好(75-79h)、膠合強度高（7.86-8.21Mpa)、固化時間快(41-44S)、儲存期長（彡206-210天）、反應條件溫和、能耗少、工藝簡單、成本低、設備簡單等特點。
[0023] (4)本發明的膠黏劑膠合強度高和耐水性強，完全符合GB/T14732-2006中相關標準，所生產的膠合板強度遠遠超過國家Π 類人造板標準。可廣泛應用于人造板、膠合板、纖維素板的工業流水線生產，代替"三醛"膠的使用，減少對化石資源的依賴。【【具體實施方式】】
[0024]為便于更好地理解本發明，通過以下實例加以說明，這些實例屬于本發明的保護范圍，但不限制本發明的保護范圍。
[0025]在實施例中，所述木材膠黏劑，以重量份為單位，包括以下原料:玉米淀粉122-150 份、丁酸丁酯13-18份、過碳酰胺11-15份、氫氧化鉀2-4份、環氧氯丙烷4-6份、尿素3-5份、偶聯劑0.4-0.6份、引發劑0.1-0.3份、催化劑0.1-0.2份、穩定劑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；
[0026] 所述偶聯劑為2,5-二甲基-2,5-雙(苯甲酰過氧)_己烷；
[0027]所述引發劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；
[0028]所述催化劑為鉑催化劑；
[0029] 所述穩定劑為有機錫穩定劑；
[0030] 所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；
[0031] 所述增塑劑為檸檬酸酯；
[0032]所述增韌劑為聚丁二烯橡膠；
[0033]所述增粘劑為環氧丙氧丙基三甲氧基硅烷；
[0034]所述木材膠黏劑的制備方法，包括以下步驟：
[0035] S1:配制濃度為14-20Be'，pH值為3.1-3.6的玉米淀粉漿1;
[0036] S2:向步驟S1的玉米淀粉漿I中加入濃度為1.1 %-1.8 %的丁酸丁酯、過碳酰胺、偶聯劑、催化劑，然后在溫度為45-54 °C，攪拌轉速為60-80r/min下進行交聯接枝反應3-4h，制得漿料Π ;
[0037] S3:向步驟S2的漿料Π 中加入氫氧化鉀，調節pH值為9.2-9.6,接著加入環氧氯丙烷、尿素、引發劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑，然后在溫度為56-58°C，攪拌轉速為50-100r/min 下進行交聯反應1.5-2h，制得漿料m;
[0038] S4:將步驟S3的漿料m中加入穩定劑，調節pH值為7.8-8.2，升溫至75-79 °C，糊化 55-60min，糊化結束后降至30-35°C，加入消泡劑，在轉速為50-100r/min下攪拌10-15min，制得木材膠黏劑。
[0039] 下面通過更具體的實施例對本發明進行說明。
[0040] 實施例1
[0041] -種木材膠黏劑，以重量份為單位，包括以下原料：玉米淀粉135份、丁酸丁酯15 份、過碳酰胺12份、氫氧化鉀3份、環氧氯丙烷5份、尿素4份、偶聯劑0.5份、引發劑0.2份、催化劑〇. 1份、穩定劑〇. 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；
[0042] 所述偶聯劑為2，5-二甲基-2，5-雙(苯甲酰過氧)_己烷；
[0043]所述引發劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；
[0044] 所述催化劑為鉑催化劑；
[0045] 所述穩定劑為有機錫穩定劑；
[0046] 所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；
[0047]所述增塑劑為檸檬酸酯；
[0048]所述增韌劑為聚丁二烯橡膠；
[0049] 所述增粘劑為環氧丙氧丙基三甲氧基硅烷；
[0050] 所述木材膠黏劑的制備方法，包括以下步驟：
[00511 S1:配制濃度為18Be'，pH值為3.4的玉米淀粉漿1;
[0052] S2:向步驟S1的玉米淀粉漿I中加入濃度為1.5%的丁酸丁酯、過碳酰胺、偶聯劑、催化劑，然后在溫度為50°C，攪拌轉速為70r/min下進行交聯接枝反應3.5h，制得漿料Π ; [0053] S3:向步驟S2的漿料Π 中加入氫氧化鉀，調節pH值為9.4，接著加入環氧氯丙烷、尿素、引發劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑，然后在溫度為57°C，攪拌轉速為80r/min下進行交聯反應1.8h，制得漿料m ;
[0054] S4:將步驟S3的漿料m中加入穩定劑，調節pH值為8，升溫至78°C，糊化58min，糊化結束后降至32°C，加入消泡劑，在轉速為80r/min下攪拌12min，制得木材膠黏劑。
[0055] 實施例2
[0056] -種木材膠黏劑，以重量份為單位，包括以下原料：玉米淀粉122份、丁酸丁酯13 份、過碳酰胺11份、氫氧化鉀2份、環氧氯丙烷4份、尿素3份、偶聯劑0.4份、引發劑0.1份、催化劑〇. 1份、穩定劑〇. 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；
[0057] 所述偶聯劑為2，5-二甲基-2，5-雙(苯甲酰過氧)-己烷；
[0058]所述引發劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；
[0059]所述催化劑為鉑催化劑；
[0060] 所述穩定劑為有機錫穩定劑；
[0061] 所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；
[0062]所述增塑劑為檸檬酸酯；
[0063]所述增韌劑為聚丁二烯橡膠；
[0064]所述增粘劑為環氧丙氧丙基三甲氧基硅烷；
[0065]所述木材膠黏劑的制備方法，包括以下步驟：
[0066] S1:配制濃度為14Be'，pH值為3.1的玉米淀粉漿I;
[0067] S2:向步驟S1的玉米淀粉漿I中加入濃度為1.1 %的丁酸丁酯、過碳酰胺、偶聯劑、催化劑，然后在溫度為45 °C，攪拌轉速為60/min下進行交聯接枝反應4h，制得漿料Π ;
[0068] S3:向步驟S2的漿料Π 中加入氫氧化鉀，調節pH值為9.2，接著加入環氧氯丙烷、尿素、引發劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑，然后在溫度為56°C，攪拌轉速為50r/min下進行交聯反應2h，制得漿料m;
[0069] S4:將步驟S3的漿料m中加入穩定劑，調節pH值為7 · 8，升溫至75°C，糊化60min，糊化結束后降至30°C，加入消泡劑，在轉速為50r/min下攪拌15min，制得木材膠黏劑。
[0070] 實施例3
[0071] -種木材膠黏劑，以重量份為單位，包括以下原料：玉米淀粉150份、丁酸丁酯18 份、過碳酰胺15份、氫氧化鉀4份、環氧氯丙烷6份、尿素5份、偶聯劑0.6份、引發劑0.3份、催化劑〇. 2份、穩定劑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；
[0072] 所述偶聯劑為2，5-二甲基-2，5-雙(苯甲酰過氧)_己烷；
[0073]所述引發劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；
[0074]所述催化劑為鉑催化劑；
[0075]所述穩定劑為有機錫穩定劑；
[0076]所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；
[0077]所述增塑劑為檸檬酸酯；
[0078]所述增韌劑為聚丁二烯橡膠；
[0079]所述增粘劑為環氧丙氧丙基三甲氧基硅烷；
[0080]所述木材膠黏劑的制備方法，包括以下步驟：
[00811 S1:配制濃度為20Be'，pH值為3.6的玉米淀粉漿1;
[0082] S2:向步驟S1的玉米淀粉漿I中加入濃度為1.8%的丁酸丁酯、過碳酰胺、偶聯劑、催化劑，然后在溫度為54°C，攪拌轉速為80r/min下進行交聯接枝反應3h，制得漿料Π ; [0083] S3:向步驟S2的漿料Π 中加入氫氧化鉀，調節pH值為9.6,接著加入環氧氯丙烷、尿素、引發劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑，然后在溫度為58°C，攪拌轉速為100r/min下進行交聯反應1.5h，制得漿料m;
[0084] S4:將步驟S3的漿料m中加入穩定劑，調節pH值為8 · 2，升溫至79°C，糊化55min，糊化結束后降至35 °C，加入消泡劑，在轉速為1 OOr/min下攪拌1 Omin，制得木材膠黏劑。
[0085] 實施例4
[0086] 一種木材膠黏劑，以重量份為單位，包括以下原料：玉米淀粉130份、丁酸丁酯14 份、過碳酰胺12份、氫氧化鉀2.5份、環氧氯丙烷4.5份、尿素3.5份、偶聯劑0.4份、引發劑0.1 份、催化劑〇. 1份、穩定劑〇. 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； [0087] 所述偶聯劑為2，5-二甲基-2，5-雙(苯甲酰過氧)_己烷；
[0088]所述引發劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；
[0089]所述催化劑為鉑催化劑；
[0090] 所述穩定劑為有機錫穩定劑；
[0091] 所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；
[0092]所述增塑劑為檸檬酸酯；
[0093]所述增韌劑為聚丁二烯橡膠；
[0094]所述增粘劑為環氧丙氧丙基三甲氧基硅烷；
[0095]所述木材膠黏劑的制備方法，包括以下步驟：
[0096] S1:配制濃度為16Be'，pH值為3.3的玉米淀粉漿1;
[0097] S2:向步驟S1的玉米淀粉漿I中加入濃度為1.4%的丁酸丁酯、過碳酰胺、偶聯劑、催化劑，然后在溫度為48 °C，攪拌轉速為65/min下進行交聯接枝反應3.8h，制得漿料Π ; [0098] S3:向步驟S2的漿料Π 中加入氫氧化鉀，調節pH值為9.3，接著加入環氧氯丙烷、尿素、引發劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑，然后在溫度為57°C，攪拌轉速為60r/min下進行交聯反應1.9h，制得漿料m ;
[0099] S4:將步驟S3的漿料m中加入穩定劑，調節pH值為7 · 9，升溫至76°C，糊化57min，糊化結束后降至32°C，加入消泡劑，在轉速為60/min下攪拌14min，制得木材膠黏劑。
[0100] 實施例5
[0101] -種木材膠黏劑，以重量份為單位，包括以下原料：玉米淀粉140份、丁酸丁酯17 份、過碳酰胺14份、氫氧化鉀3.5份、環氧氯丙烷5.5份、尿素4.5份、偶聯劑0.5份、引發劑0.2 份、催化劑〇. 2份、穩定劑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； [0102] 所述偶聯劑為2，5-二甲基-2，5-雙(苯甲酰過氧)-己烷；
[0103] 所述引發劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯；
[0104] 所述催化劑為鉑催化劑；
[0105]所述穩定劑為有機錫穩定劑；
[0106] 所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；
[0107] 所述增塑劑為檸檬酸酯；
[0108] 所述增韌劑為聚丁二烯橡膠；
[0109] 所述增粘劑為環氧丙氧丙基三甲氧基硅烷；
[0110] 所述木材膠黏劑的制備方法，包括以下步驟：
[0111] S1:配制濃度為18Be '，pH值為3.5的玉米淀粉漿I;
[0112] S2:向步驟S1的玉米淀粉漿I中加入濃度為1.7%的丁酸丁酯、過碳酰胺、偶聯劑、催化劑，然后在溫度為53°C，攪拌轉速為70r/min下進行交聯接枝反應3.2h，制得漿料Π ;
[0113] S3:向步驟S2的漿料Π 中加入氫氧化鉀，調節pH值為9.5，接著加入環氧氯丙烷、尿素、引發劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑，然后在溫度為57°C，攪拌轉速為90r/min下進行交聯反應1.6h，制得漿料m ;
[0114] S4:將步驟S3的漿料m中加入穩定劑，調節pH值為8.1，升溫至78°C，糊化56min，糊化結束后降至34°C，加入消泡劑，在轉速為90r/min下攪拌12min，制得木材膠黏劑。
[0115] 本發明膠黏劑用于桉木膠合板膠合，其干膠合強度優異。按照GB/T14732-2006所規定方法進行測試，將試件放入63 ± 3 °C的熱水中浸漬3h，然后將試件平放在63 ± 3 °C的空氣對流干燥箱中干燥lh，取出后在室溫下降溫lOmin，再進行膠合強度測試。產品膠合強度、耐水性均內滿足國家Π 類膠合板相關標準。
[0116]下表是實施例1-5的木材膠黏劑的性能測試結果與尿醛樹脂木材膠黏劑國家標 (準簡稱標值)的比較。
[0117]
[0118] 以上內容不能認定本發明具體實施只局限于這些說明，對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明由所提交的權利要求書確定的專利保護范圍。
【主權項】
1. 一種木材膠黏劑，其特征在于，以重量份為單位，包括以下原料：玉米淀粉122-150 份、丁酸丁酯13-18份、過碳酰胺11-15份、氫氧化鉀2-4份、環氧氯丙烷4-6份、尿素3-5份、偶聯劑0.4-0.6份、引發劑0.1-0.3份、催化劑0.1-0.2份、穩定劑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；所述木材膠黏劑的制備方法，包括以下步驟： S1:配制濃度為14-20Be'，pH值為3.1-3.6的玉米淀粉漿I; S2:向步驟S1的玉米淀粉漿I中加入濃度為1.1 %-1.8%的丁酸丁酯、過碳酰胺、偶聯劑、催化劑，然后在溫度為45-54°C，攪拌轉速為60-80r/min下進行交聯接枝反應3-4h，制得漿料Π ; S3:向步驟S2的漿料Π 中加入氫氧化鉀，調節pH值為9.2-9.6，接著加入環氧氯丙烷、尿素、引發劑、增塑劑、增韌劑、增粘劑，然后在溫度為56-58°C，攪拌轉速為50-100r/min下進行交聯反應1.5-2h，制得漿料m; S4:將步驟S3的漿料ΙΠ 中加入穩定劑，調節pH值為7.8-8.2，升溫至75-79 °C，糊化55-60min，糊化結束后降至30-35°C，加入消泡劑，在轉速為50-100r/min下攪拌10-15min，制得木材膠黏劑。2. 根據權利要求1所述的木材膠黏劑，其特征在于，所述偶聯劑為2,5_二甲基_2,5_雙 (苯甲酰過氧)_己烷。3. 根據權利要求1所述的木材膠黏劑，其特征在于，所述引發劑為偶氮二異丁酸(丙烯酸乙二醇)酯。4. 根據權利要求1所述的木材膠黏劑，其特征在于，所述催化劑為鉑催化劑。5. 根據權利要求4所述的木材膠黏劑，其特征在于，所述穩定劑為有機錫穩定劑。6. 根據權利要求1所述的木材膠黏劑，其特征在于，所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。7. 根據權利要求1所述的木材膠黏劑，其特征在于，所述增塑劑為檸檬酸酯。8. 根據權利要求1所述的木材膠黏劑，其特征在于，所述增韌劑為聚丁二烯橡膠。9. 根據權利要求1所述的木材膠黏劑，其特征在于，所述增粘劑為環氧丙氧丙基三甲氧基硅烷。
【文檔編號】C08B31/00GK106085285SQ201610652923
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月10日公開號201610652923.4, CN 106085285 A, CN 106085285A, CN 201610652923, CN-A-106085285, CN106085285 A, CN106085285A, CN201610652923, CN201610652923.4
【發明人】梁勝仁
【申請人】南寧市邦得力木業有限責任公司

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