專利名稱：一種木材加工用環(huán)保型黏合劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于精細(xì)化工和高分子材料領(lǐng)域。特別是涉及裝飾和裝潢用人造板黏合劑的制備方法。
背景技術(shù)：
目前國外粘合人造板主要采用環(huán)保型的脲醛膠，膠中游離甲醛的含量及所制得的人造板的甲醛釋放量均達(dá)到E1及E2標(biāo)準(zhǔn)，并且大部分產(chǎn)品都滿足E1標(biāo)準(zhǔn)的要求。還有使用乙烯基聚合物乳液與異氰酸酯的雙組分API黏合劑、水溶性酚醛樹酯與PVAc或水性聚氨酯的共混改性產(chǎn)品用于制造E0級板。但這兩種黏合劑產(chǎn)品的價(jià)格高(超過6000元/噸)，API使用的活性期短，且使用不方便，僅適用于一些具有特殊要求的場合。因而不能廣泛使用。目前國內(nèi)人造板行業(yè)用膠量為300多萬噸/年，其中使用的主要品種也是脲醛膠，這些脲醛膠絕大部分都存在甲醛超標(biāo)及粘接性能達(dá)不到要求的問題，因而膠質(zhì)量差，能達(dá)到E2級的就數(shù)很好了。達(dá)到E1的就更少了。因此造成了國內(nèi)近70％的人造板質(zhì)量不合格。國內(nèi)亦有單位研制和使用水性API粘合劑，但由于這種產(chǎn)品的價(jià)格高(一般需6000元/噸以上)，并且性能不穩(wěn)定，因而生產(chǎn)單位很難接受這類產(chǎn)品。目前國內(nèi)普通脲醛膠的原料成本已達(dá)1800元，達(dá)到E1級的脲醛膠的售價(jià)為2500-2700元/噸，E0級板生產(chǎn)用膠絕大部分需從國外進(jìn)口。還沒有價(jià)廉性能優(yōu)的環(huán)保型膠種問世。隨著國家對人造板游離甲醛釋放量新標(biāo)準(zhǔn)的出臺和人們環(huán)保意識的不斷提高，開發(fā)具有高的性價(jià)比的無醛類人造板膠粘劑已成為推動行業(yè)發(fā)展的必需。這對于徹底解決危害人類的裝修病—“甲醛污染”及推動我國木材加工業(yè)的環(huán)?；M(jìn)程具有重大意義。
技術(shù)內(nèi)容為了解決目前人造板用膠存在的各種問題，本發(fā)明利用天然高分子糯粉和無毒的有機(jī)高分子聚乙烯醇為原料，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后，再利用高分子樹脂及活潑單體進(jìn)行交聯(lián)改性，再加入助劑制成了一種木材加工用環(huán)保型黏合劑的制備方法。
本發(fā)明以糯米粉、聚乙烯醇為原料，在80～95℃下進(jìn)行反應(yīng)后再加入改性劑、表面活性劑、偶聯(lián)劑、填料成分制成。
本發(fā)明的糯米粉與聚乙烯醇的比為0.3～0.7∶1，優(yōu)選0.44～0.55∶1，反應(yīng)溫度為80～95℃，優(yōu)選85～95℃。
本發(fā)明中所述的改性劑是下列有機(jī)化合物及高分子聚合物之一或它們的混合物丙烯酰胺類化合物、丙烯酸酯類單體及聚合物、各種環(huán)氧樹脂、各種異氰酸酯及其預(yù)聚物、羧基丁苯膠乳、EVA乳液、水性聚氨酯及酚醛樹脂等，改性劑的加入量為反應(yīng)物總重量的230％。
本發(fā)明中所述的表面活性劑為各種非離子型的產(chǎn)品，其加入量為反應(yīng)物總重量的0.2～0.6％。
本發(fā)明中所述的偶聯(lián)劑為有機(jī)硅系與鈦酸酯系，添加量為反應(yīng)物總重的0.02～0.08％。
本發(fā)明中所述的填料為各種非金屬礦物質(zhì)和纖維類物質(zhì)。包括輕質(zhì)和重質(zhì)碳酸鈣、二氧化硅粉、硅石粉、硅藻土、膨潤土、云母粉、凹凸棒土、高嶺土、木粉及各種植物纖維，細(xì)度為200目以上；或者采用納米填料，添加量為5～25％，優(yōu)選10～20％。
本發(fā)明中用支鏈玉米淀粉替代糯米粉。
本發(fā)明是以天然高分子物質(zhì)糯米粉(或支鏈玉米淀粉)和PVA為原料，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后，再添加適量的含有活潑官能團(tuán)的有機(jī)物及高分子聚合物改性劑、表面活性劑、偶聯(lián)劑、填料等組分制成的。該黏合劑中不含有甲醛，是綠色產(chǎn)品。該產(chǎn)品適用于膠合板、細(xì)木工板、刨花板及密度板的生產(chǎn)。所制得的產(chǎn)品達(dá)到E0級的標(biāo)準(zhǔn)，粘接強(qiáng)度達(dá)到國標(biāo)所規(guī)定的要求。產(chǎn)品的成本與通用的脲醛膠相當(dāng)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種新的人造板用環(huán)保型膠粘劑的制備方法，使糯粉與PVA在催化劑作用下，85～95℃下進(jìn)行反應(yīng)一段時(shí)間后，再加入適量的改性劑進(jìn)行改性，然后降溫，后加入適量的表面活性劑、偶聯(lián)劑、填料等，攪拌0.5h后降溫到40℃出料備用。
本發(fā)明所用的糯米粉是由糯米加工成的。各種糯米粉均可用作反應(yīng)的原料。糯米粉及支鏈玉米淀粉的細(xì)度均大于100目。PVA是指醇解度為80～100％的各種牌號的PVA。二者的質(zhì)量比為0.4～0.55∶1。
本反應(yīng)所用的酸性催化劑為鹽酸、甲酸、草酸、磷酸、雜多酸等，其用量為PVA重量的0.1～0.5％。
反應(yīng)溫度為85～95℃。
反應(yīng)時(shí)間為0.5～3h。
對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行改性的有機(jī)化合物及高分子化合物包括丙烯酰胺類單體及聚合物、丙烯酸酯類單體及聚合物、各種環(huán)氧樹脂、各種異氰酸酯交聯(lián)劑、羧基丁苯膠乳、EVA乳液、水性聚氨酯、酚醛樹脂等的一種或二種及兩種以上的混合物。其加入量為反應(yīng)物總重量的2～20％。
反應(yīng)過程中尚需加入非離子型表面活性劑，其加入量為反應(yīng)物總重量的0.2％～0.5％。
反應(yīng)過程中還要加入偶聯(lián)劑。偶聯(lián)劑為有機(jī)硅類、鈦酸酯類的一種或二種的混合物，加入量為反應(yīng)物總重量的0.03％～0.08％。
合成過程所加入的填料包括各種非金屬礦物質(zhì)，如輕鈣、重鈣、SiO2粉、硅石粉、硅藻土、膨潤土、云母粉、凸凹棒土、高嶺土、木粉及其它纖維類物質(zhì)，細(xì)度要大于200目，填加料為膠總重的5～25％。
還可根據(jù)制備過程的要求加入適量的消泡劑及增塑劑。
本發(fā)明所得的粘合劑還可與目前使用的各種木材用粘合劑進(jìn)行復(fù)配使用。
所制得的粘合劑適用于熱壓法生產(chǎn)膠合板、細(xì)木工板、刨花板及密度板等。涂膠量為220～250g/m2(單面)，先冷壓0.5～1h，再在110～120℃下熱壓。
實(shí)施例1向500ml配有攪拌器和溫度計(jì)的三口燒瓶中加入200ml水，同時(shí)加入18gPVA和10g糯粉，加熱到85℃，攪拌溶解0.5h，然后加入0.45克催化劑甲酸，進(jìn)行反應(yīng)1h后，降溫到60℃，加入16g丙烯酸羥丙酯，0.6g OP-10、0.1g KH-550、32g高嶺土攪拌均勻后，降溫到40℃出料，得到粘合劑(A)。
實(shí)施例2向500ml配有攪拌器和溫度計(jì)的三口燒瓶中加入200ml水，同時(shí)加入18gPVA和10g糯粉，加熱到90℃，攪拌溶解0.5h，然后加入0.40gHCl，進(jìn)行恒溫反應(yīng)1h后，降溫到80℃，加入32g水性酚醛樹脂(固含量40~50％)，攪拌反應(yīng)0.5h后，再加入0.5g OP-10、0.1gKH-550、32g800目輕鈣攪均后，降溫到40℃出料，得到粘合劑(B)。
實(shí)施例3向500ml配有攪拌器和溫度計(jì)的三口燒瓶中加入200ml水，同時(shí)加入18gPVA和12g支鏈玉米淀粉，加熱到95℃，攪拌溶解0.5h，然后加入0.65g草酸，恒溫反應(yīng)1h后，降溫到40℃，加入0.5g OP-10、0.2g KH-550、15g異氰酸酯交聯(lián)劑，攪拌0.5h后，再加入32克輕鈣，攪均后出料得粘合劑(C)。
實(shí)施例4向500ml配有攪拌器和溫度計(jì)的三口燒瓶中加入200ml水，同時(shí)加入16gPVA和12g支鏈玉米淀粉，加熱到95℃，攪拌溶解0.5h，然后加入0.65g草酸，恒溫反應(yīng)1h后，降溫到40℃，加入0.5g OP-10、0.2g鈦酸酯偶聯(lián)劑、32gEVA乳液(固含量57％)、32g100目木粉，攪均后出料得粘合劑(D)。
實(shí)施例5向與實(shí)施例4相同的反應(yīng)瓶中加入200ml水，再加入15gPVA、6g糯粉和5.5克支鏈玉米淀粉，加熱到95℃，攪拌溶解0.5h，然后加入0.65g草酸，恒溫反應(yīng)1h后，降溫到40℃，加入15g自制的MDI-蓖麻油預(yù)聚物，攪拌1h后，再加入0.5g OP-10、0.2g KH-550、30g輕鈣攪均后出料得粘合劑(E)。
實(shí)施例6在涂膠量為250g/m2，面粉混合量20％的情況下，冷壓0.5h，110~120℃下熱壓5分鐘，以楊木及樺木制得的三層板的有關(guān)性能數(shù)據(jù)如下表表1粘合劑的粘接性能及甲醛釋放等級

權(quán)利要求
1.一種木材加工用環(huán)保型黏合劑的制備方法，其特征在于以糯米粉、聚乙烯醇為原料，在80～95℃下進(jìn)行反應(yīng)后再加入改性劑、表面活性劑、偶聯(lián)劑、填料成分制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木材加工用環(huán)保型黏合劑的制備方法，其特征在于糯米粉與聚乙烯醇的比為0.3～0.7∶1，優(yōu)選0.44～0.55∶1，反應(yīng)溫度為80～95℃，優(yōu)選85～95℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木材加工用環(huán)保型黏合劑的制備方法，其特征在于所述的改性劑是下列有機(jī)化合物及高分子聚合物之一或它們的混合物丙烯酰胺類化合物、丙烯酸酯類單體及聚合物、各種環(huán)氧樹脂、各種異氰酸酯及其預(yù)聚物、羧基丁苯膠乳、EVA乳液、水性聚氨酯及酚醛樹脂等，改性劑的加入量為反應(yīng)物總重量的230％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木材加工用環(huán)保型黏合劑的制備方法，其特征在于所述的表面活性劑為各種非離子型的產(chǎn)品，其加入量為反應(yīng)物總重量的0.2～0.6％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木材加工用環(huán)保型黏合劑的制備方法，其特征在于所述的偶聯(lián)劑為有機(jī)硅系與鈦酸酯系，添加量為反應(yīng)物總重的0.02～0.08％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木材加工用環(huán)保型黏合劑的制備方法，其特征在于所述的填料為各種非金屬礦物質(zhì)和纖維類物質(zhì)。包括輕質(zhì)和重質(zhì)碳酸鈣、二氧化硅粉、硅石粉、硅藻土、膨潤土、云母粉、凹凸棒土、高嶺土、木粉及各種植物纖維，細(xì)度為200目以上；或者采用納米填料，添加量為5～25％，優(yōu)選10～20％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木材加工用環(huán)保型黏合劑的制備方法，其特征在于用支鏈玉米淀粉替代糯米粉。
全文摘要
一種木材加工用環(huán)保型黏合劑的制備方法，屬于精細(xì)化工和高分子材料領(lǐng)域。本發(fā)明的目的是利用天然高分子糯粉和無毒的有機(jī)高分子聚乙烯醇為原料，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后制成了一種木材加工用環(huán)保型黏合劑的制備方法。本發(fā)明是以天然高分子物質(zhì)糯米粉(或支鏈玉米淀粉)和PVA為原料，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后，再添加適量的含有活潑官能團(tuán)的有機(jī)物及高分子聚合物改性劑、表面活性劑、偶聯(lián)劑、填料等組分制成的。該黏合劑中不含有甲醛，是綠色產(chǎn)品。該產(chǎn)品適用于膠合板、細(xì)木工板、刨花板及密度板的生產(chǎn)。所制得的產(chǎn)品達(dá)到E
文檔編號C09J103/00GK101050342SQ200610016749
公開日2007年10月10日 申請日期2006年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月5日
發(fā)明者張龍, 張貴清 申請人:張龍, 張貴清