CN101210159A - 双组份环保型胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种增强型的双组份环保型胶粘剂及其制备方法，它包括有主剂，固化剂，其技术要点是：先将一定量的聚乙烯醇和水加入反应釜中在不断搅拌下升温，待其溶解完全后冷却后分别加入一定量乳化剂OP－10，十二烷基苯硫酸钠；在搅拌下再依次加入适量的过硫酸盐水溶液及混配好的烯属不饱和酸酯与烯属不饱和酸酐或酸的混合液，温度升到80℃后再滴加余下的烯属不饱和酸酯与烯属不饱和酸酐或酸的混合液，同时均匀加入剩余的过硫酸盐水溶液，经2－4小时后再加入添加剂，搅拌均匀后冷却至30℃，即为主剂成品；固化剂的制备方法为：将多异氰酸酯分装后即为固化剂成品；或将一定量的含有1个羟基以上的化合物，多异氰酸酯，有机酸酯在不断搅拌下混合即为固化剂成品。

Description

双组份环保型胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种胶粘剂技术领域，具体地说是一种水溶性双组份环保型胶粘剂及其制备方法。主要用于粘接木工家具，各种人造板，集成材加工，高级实木复合地板粘接，装饰装修等多方面，有着广泛的应用。
背景技术
众所周知，目前在木材粘合，装饰装修中危害人们身体最大的杀手就是甲醛。特别是脲醛胶，酚醛胶及三聚氰胺甲醛胶中甲醛含量严重超标，生产出的人造板用于装饰装修中不但污染环境，主要是对人体也造成极大毒害。在人造板和木材加工中用量仅次于脲醛胶的白乳胶也存在很大问题。如耐水性不好，耐湿热性差，也大大影响其使用。
从市场消费来看，我国木材加工业是耗用胶量最大的行业，占所有胶粘剂总消耗量的50％左右。再有我国森林资源少，木材资源紧缺，所产木材量少。为了解决这一问题，充分利用木材资源，节省木材，充分利用质优价廉的胶粘剂粘接拼接木材，节省资源势在必行。另外对于拼接面积小，硬度高的木材，要想粘接牢固，必须有高粘接强度的胶粘剂，所以生产高质量的胶粘剂也是当务之急。
发明内容
本发明的目的在于提供一种增强型的水溶性双组份环保型胶粘剂。
本发明的目的还包括水溶性双组份环保型胶粘剂的制备方法。
本发明的目的是这样实现的：它包括有主剂，固化剂，其特征在于：双组份胶粘剂的主剂所用原料及重量份数比为：聚乙烯醇3～8份，烯属不饱和酸酯40～50份，烯属不饱和酸酐或烯属不饱和酸1～4份，OP-10 1.5～5份，十二烷基苯硫酸纳或十二烷基苯磺酸纳0.5～2.5份，过硫酸盐0.3～0.8份，添加剂4～8份，水100～130份；
双组份胶粘剂的固化剂所用的原料及重量份数比为：多异氰酸酯15～35份；
上述的烯属不饱和酸酐或烯属不饱和酸是指：富马酸酐，马来酸酐，丙烯酸或甲基丙烯酸；
上述的多异氰酸酯是指：二苯甲烷二异氰酸酯，己二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯或多亚甲基多苯基多异氰酸酯。
本发明的烯属不饱和酸酯是指：甲基丙烯酸丁酯，丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸甲酯，乙酸乙烯酯或丙烯酸乙酯。
本发明的过硫酸盐是指：过硫酸铵，过硫酸钾或过硫酸钠。
本发明的填加剂是指：高岭土，轻质碳酸钙，膨润土或贝壳粉。
本发明上述的固化剂中所用的原料及重量份数比还包括：含有一个以上羟基的化合物1～8份，有机饱和酸酯20～40份；
上述的含有一个以上羟基的有机化合物是指季戊四醇，甘油，蓖麻油或三羟甲基丙烷。
本发明的制备方法为：
先按上述原料及重量份数双组份胶粘剂主剂中的聚乙烯醇和水加入反应釜中在不断搅拌下升温，待其溶解完全后冷却至50-60℃，分别加入乳化剂OP-10，十二烷基苯硫酸钠；在搅拌下再依次加制成总量的20-40％过硫酸盐水溶液，再加入混配好的相当总量10-20％的烯属不饱和酸酯与烯属不饱和酸酐或烯属不饱和酸的混合液，在不断搅拌下，温度升到80℃；然后再滴加余下的烯属不饱和酸酯与烯属不饱和酸酐或烯属不饱和酸的混合液，同时均匀加入剩余的过硫酸盐水溶液，经2-4小时完成；升温至90℃保持一小时，降温至70-80℃后加入添加剂，搅拌均匀保持20分钟，冷却至常温，出料包装，即为双组份胶粘剂的主剂成品；
双组份胶粘剂固化剂的制备方法为：按上述的原料及重量份数的多异氰酸酯分装后即为固化剂成品；或者按上述的原料及重量份数比：添加含有1个羟基以上的化合物，多异氰酸酯，有机酸酯投入到反应釜中，在不断搅拌下在40～80℃下保持3～4个小时，冷却到常温出料包装后即为固化剂成品。
本发明由于采用合成的固化剂与水基的胶粘剂主剂配合使用，不仅增加了粘接强度，而且大大缩短了表干时间，由原来的1小时以上，缩短到20-30分钟，因此从根本上提高了生产效率，降低了生产成本。
本发明属水性高分子多功能环保型强力胶粘剂。它由水性高分子聚合物聚合而成，该产品的技术特性是固化后，具有极佳的防水性能、防冻性能、附着力强、粘结强度高、耐候性好和耐老化性优异，是无毒、无味的绿色环保型产品。在木材加工上用途广泛，是理想的进口替代品和国内家具、木材行业胶粘剂的符合国际标准的升级换代产品。本产品所采用的原材料无毒、无害，无国家明令禁止采用的有害物质甲醛，苯、甲苯和二甲苯、胺类等有害物质，生产时无毒、无污染、无三废处理。产品原材料来源广泛、成本低，原材料成本与国内外同类产品相比，成本降低50-60％。因此经济效益高，应用领域广阔。该技术改变了以醋酸乙烯单体、聚乙烯醇等生产白乳胶的传统惯例，从根本上取代了甲醛、苯、甲苯、二甲苯等有毒有害物资，总挥发性有机物质也远远低于限量指标，通过了最新国家强制性标准GB18583-2001标准要求，所有产品均达到或超过国家标准。可以说本发明已高于强制性国家标准规定，达到并超过欧美等发达国家有关标准。具有低成本、高质量，无毒环保，使用范围宽。
具体实施方式
下面将通过实施例对本发明做进一步说明，但下述的实例仅仅是本发明其中的例子而已，并不代表本发明所限定的权利范围。该权利范围以权利要求书为准。
实施例1：
先取聚乙烯醇(型号2099)20千克和水300千克同时加入到反应釜中在不断搅拌下升温，待其溶解完全后冷却至50-60℃，分别加入乳化剂OP-108千克，十二烷基苯硫酸钠5千克；在搅拌下再依次加制成总量为2千克的20-40％过硫酸铵水溶液，再加入混配好的总量为105千克的10-20％乙酸乙烯酯(100千克)与富马酸酐(5千克)的混合液，在不断搅拌下，温度升到80℃；然后再滴加余下的乙酸乙烯酯与富马酸酐，同时均匀加入剩余的过硫酸铵水溶液，经2-4小时完成；升温至90℃保持一小时，降温至70-80℃后加入高岭土20千克，搅拌均匀保持20分钟，冷却至30℃，出料包装，即为双组份胶粘剂的主剂成品约460千克(因存在少量水的挥发)；
双组份胶粘剂固化剂的制备方法为：取季戊四醇6千克，二苯甲烷二异氰酸酯60千克及有机饱和酸酯60千克，投入到另一反应釜中，在不断搅拌下在40～80℃下保持3～4个小时，冷却到常温出料包装后即为固化剂成品。
本发明在集成材生产工艺上的应用
1、木材加工：木材加工精度控制在±0.15mm，清除粘接石污物，含水率在8～12％的范围内。
2、混胶：主剂与固化剂按100∶10～15重量比混合搅拌均匀，夏季30分用完冬季60分钟用完。
3、涂胶：涂胶量为250～300g/m2，滚刷涂胶，端头要多涂些。
4、堆积：涂胶后要尽快将木片排放在压机上施压，防止胶层干燥生成假性粘接。
5、加压：加压时间压力，要根据材质及加压方式等决定。冬季气温低加时间向要长些，最低工作温度在10℃以上。加压过程中拼板中部及端头需挤出胶粒或胶线为好，卸压后用刮刀消除拼板胶未完全固化时的多余胶拉或胶线，要避免对拼板强加压力及剧烈震动。
6、加工：养生12小时后即可锯刨加工但这时集成材的粘度仍未达到最高强度。
7、养生：养生温度在20℃～25℃一般需要72小时养生。养生温度较低时可适当延长养生时间，温度较低时需要5～7天的养生。
8、加工：养生后半成品可进行净加工或包装出厂。
包装及贮存
包装：主剂：20kg塑料桶(或纸筒)内衬塑料袋
            50kg塑料桶(或纸筒)内衬塑料袋
固化剂：3.0kg铁桶
        7.5kg铁桶
贮存：要在5℃以上贮存注意防冻、防晒、防潮，主剂保存期为六个月，固化剂保存期为一年。
本发明的双组份胶粘剂是水性高分子多异氰酸酯系列木材粘接剂，其固化后具有耐水、耐热、耐溶剂等，水性高分子聚合物多功能环保胶粘剂由水性高分子聚合物为主剂，多异氰酸酯或多异氰酸酯予聚物做高联固化剂的双组份胶粘剂。符合最新国家强制性标准GB18583-2001的要求的绿色环保型新产品。主剂和固化剂按100∶15重量比混配使用。(储藏温度0℃以上)该胶固化后具有极佳的理化性能。广泛应用于集成材生产，木制品工业，高档家具，装饰装修等多种行业。
特点
1、本胶粘剂是水性环保型胶粘剂，自然常温干燥，施工方便。无火灾危险，使用安全。
2、粘接木制品强度高，有很好的耐水、耐热、耐酸碱性，耐溶剂性等性能。
3、胶粘剂制造的时不用甲醛，苯系列产品，不含有机溶剂，无环境污染，对人体健康无害。
产品主要技术指标
  项目   主剂   固化剂
  外观   乳白色粘稠液体   棕色液体
 PH   ＞6±1   ＞5±1
 粘度pa.S≥   2-5   0.1
 不挥发物％，≥   50
 压缩剪切强度MPa＞   9
 固含量≥   45
实施例2：
分别取用于制备双组份胶粘剂主剂的聚乙烯醇(型号2099)15千克，水300千克，乳化剂OP-10 5千克，十二烷基苯磺酸钠3千克，过硫酸钾水溶液(先将过硫酸钾溶于水中)2.5千克，甲基丙烯酸甲酯140千克，甲基丙烯酸3千克，膨润土20千克；最后制成双组份胶粘剂的主剂成品约488千克(因存在少量水的挥发)。
分别取用于制备双组份胶粘剂固化剂的二苯甲烷二异氰酸酯，己二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯或多亚甲基多苯基多异氰酸酯其中任何一种原料60千克。
其制备方法及与实施例1相同，故省略之。
其实用效果：将本胶粘接最坚硬的柞木，干燥后通过沸腾的水煮30个小时，不开裂，不脱落。
实施例3：
分别取用于制备双组份胶粘剂主剂的聚乙烯醇(型号2099)22千克，水300千克，乳化剂OP-10 6千克，十二烷基苯磺酸钠4千克，过硫酸钠水溶液(先将过硫酸钠溶于水中)3千克，甲基丙烯酸丁酯160千克，马来酸酐3千克，轻质碳酸钙18千克；最后制成双组份胶粘剂的主剂成品约516千克。
分别取用于制备双组份胶粘剂固化剂的取蓖麻油4千克，甲苯二异氰酸酯60千克及有机饱和酸酯50千克；最后制成固化剂成品114千克。
其制备方法及实用效果与实施例1相同，故省略之。

Claims (9)

1.一种双组份环保型胶粘剂，它包括有主剂，固化剂，其特征在于：双组份胶粘剂的主剂所用原料及重量份数比为：聚乙烯醇3～8份，烯属不饱和酸酯40～50份，烯属不饱和酸酐或烯属不饱和酸1～4份，OP-10 1.5～5份，十二烷基苯硫酸纳或十二烷基苯磺酸纳0.5～2.5份，过硫酸盐0.3～0.8份，添加剂4～8份，水100～130份；
双组份胶粘剂的固化剂所用的原料及重量份数比为：多异氰酸酯15～35份；
上述的烯属不饱和酸酐或烯属不饱和酸是指：富马酸酐，马来酸酐，丙烯酸或甲基丙烯酸；
上述的多异氰酸酯是指：二苯甲烷二异氰酸酯，己二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯或多亚甲基多苯基多异氰酸酯。
2.根据权利要求1所述的双组份环保型胶粘剂，其特征在于：烯属不饱和酸酯是指：甲基丙烯酸丁酯，丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸甲酯，乙酸乙烯酯或丙烯酸乙酯。
3.根据权利要求1所述的双组份环保型胶粘剂，其特征在于：过硫酸盐是指：过硫酸铵，过硫酸钾或过硫酸钠。
4.根据权利要求1所述的双组份环保型胶粘剂，其特征在于：填加剂是指：高岭土，轻质碳酸钙，膨润土或贝壳粉。
5.根据权利要求1所述的双组份环保型胶粘剂，其特征在于：固化剂中所用的原料及重量份数比还包括：含有一个以上羟基的化合物1～8份，有机饱和酸酯20～40份；
上述的含有一个以上羟基的有机化合物是指季戊四醇，甘油，蓖麻油或三羟甲基丙烷。
6.根据权利要求1所述的双组份环保型胶粘剂的制备方法，其特征在于：先按下述原料及重量份数双组份胶粘剂主剂中的聚乙烯醇和水加入反应釜中在不断搅拌下升温，待其溶解完全后冷却至50-60℃，分别加入乳化剂OP-10，十二烷基苯硫酸钠；在搅拌下再依次加制成总量的20-40％过硫酸盐水溶液，再加入混配好的相当总量10-20％的烯属不饱和酸酯与烯属不饱和酸酐或烯属不饱和酸的混合液，在不断搅拌下，温度升到80℃；然后再滴加余下的烯属不饱和酸酯与烯属不饱和酸酐或烯属不饱和酸的混合液，同时均匀加入剩余的过硫酸盐水溶液，经2-4小时完成；升温至90℃保持一小时，降温至70-80℃后加入添加剂，搅拌均匀保持20分钟，冷却至常温，出料包装，即为双组份胶粘剂的主剂成品；
双组份胶粘剂固化剂的制备方法为：按下述的原料及重量份数的多异氰酸酯分装后即为固化剂成品；或者按下述的原料及重量份数比：添加含有1个羟基以上的化合物，多异氰酸酯，有机酸酯投入到反应釜中，在不断搅拌下在40～80℃下保持3～4个小时，冷却到常温出料包装后即为固化剂成品；
双组份胶粘剂的主剂所用原料及重量份数比为：聚乙烯醇3～8份，烯属不饱和酸酯40～50份，烯属不饱和酸酐或烯属不饱和酸1～4份，OP-10 1.5～5份，十二烷基苯硫酸纳或十二烷基苯磺酸纳0.5～2.5份，过硫酸盐0.3～0.8份，添加剂4～8份，水100～130份；
双组份胶粘剂的固化剂所用的原料及重量份数比为：多异氰酸酯15～35份；
上述的烯属不饱和酸酐或烯属不饱和酸是指：富马酸酐，马来酸酐，丙烯酸或甲基丙烯酸；
上述的多异氰酸酯是指：二苯甲烷二异氰酸酯，己二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯或多亚甲基多苯基多异氰酸酯；
上述的含有一个以上羟基的有机化合物是指季戊四醇，甘油，蓖麻油或三羟甲基丙烷1～8份；
上述的有机饱和酸酯20～40份；
上述的填加剂是指：高岭土，轻质碳酸钙，膨润土或贝壳粉。
7.根据权利要求6所述的双组份环保型胶粘剂的制备方法，其特征在于：聚乙烯醇和水加入反应釜中在不断搅拌下升温至80-99℃。
8.根据权利要求6所述的双组份环保型胶粘剂的制备方法，其特征在于：烯属不饱和酸酯是指：甲基丙烯酸丁酯，丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸甲酯，乙酸乙烯酯或丙烯酸乙酯。
9.根据权利要求6所述的双组份环保型胶粘剂的制备方法，其特征在于：过硫酸盐是指：过硫酸铵，过硫酸钾或过硫酸钠。
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