CN101709211B - 一种无甲醛、无毒粘合剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无甲醛、无毒粘合剂及其制备方法，在制备时首先向装有搅拌装置的反应釜内加入适量的水，加热到40℃时开始缓慢加入聚乙烯醇，升温到90℃以上使其完全溶解，保温1h；然后将上述原料降温至70℃，分别加入多元醇、分散剂、乳化剂和增塑剂的水溶液，再加入填料，继续搅拌15-20min使各原料混合均匀，过滤出料；最后在使用时将上述原料按上述比例与异氰酸酯混合均匀后涂胶即可。本发明生产工艺简单，可冷压也可热压，并且成本低廉，能完全实现无毒无害、绿色环保。
Description
技术领域
本发明涉及精细化工技术领域，尤其涉及一种无甲醛、无毒粘合剂及其制备方法。
背景技术
人造板使用胶粘剂主要有脲醛树脂(UF)、酚醛树脂(PF)、三聚氰胺-甲醛树脂(MF)，其中尤以脲醛树脂(UF)用量最大。人造板工业的这三大胶种都使用甲醛作为原料之一。由于脲醛胶本身的特点——长期缓慢释放甲醛决定了不管怎样进行技术改进，无论是从理论上讲还是从实际应用上看都不可能彻底解决游离甲醛释放的问题，随着人们对安全意识和环保意识的增强，甲醛的释放越来越受到关注，同时也影响了人造板的销售。只有开发低成本的非甲醛系列胶粘剂用于人造板的生产才能够解决这一问题。
陈晓波、时君友、顾继友在《热压型淀粉基水性异氰酸酯木材胶黏剂的研制》东北林业大学学报2008-7中，介绍了“以一年生玉米淀粉为主要原料制备用量巨大、综合性能(胶合强度与环保指标)高的木材胶黏剂”，但这种胶粘剂的制备过程复杂，生产成本并不能大幅降低；
莫元烈在《阳离子支链淀粉木材胶粘剂及其制备方法》专利号为200610054885.8中，介绍了一种阳离子支链淀粉木材胶粘剂及其制备方法，但配方中以聚乙烯醇缩甲醛为稳定剂，仍不能从根本上解决甲醛的污染问题。
杨光在《木材胶粘剂及其制备方法》专利号为200410017054.5中，介绍了一种以植物蛋白为主要原料的木材胶粘剂及其制备方法，但这种配方及方法制备的木材胶粘剂耐水性差，在工业生产上存在产品质量的不稳定性，并且要求板材生产的热压温度及压力较高，生产的板材质量难以保证。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，提供一种配方稳定，生产工艺简单，可冷压也可热压，并且成本低廉，能完全实现无毒无害、绿色环保，质量稳定的无甲醛、无毒粘合剂。
本发明所要解决的另一技术问题是针对现有技术存在的不足提供一种无甲醛、无毒粘合剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种无甲醛、无毒粘合剂，由以下重量份的各组份混合而成：
聚乙烯醇 7-10份
填料 7-15份
水 63-79.5份
异氰酸酯 8-15份。
所述粘合剂还包括多元醇、分散剂、乳化剂和增塑剂。
所述多元醇是甘油、三羟甲基乙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇等含在三个以上羟基的醇类中的任意一种或两种以上的混合物。
所述分散剂是三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯等中的任意一种或两种以上的混合物。
所述乳化剂包括脂肪酸单甘油脂、蔗糖酯、山梨糖醇脂、大豆磷脂、月桂酸单甘油酯、丙二醇脂肪酸酯、辛基酚聚氧乙烯醚OP系列、仲辛基酚聚氧乙烯醚、双、三丁基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚、乳化剂11号、苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚、乳化剂12号、苄基酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚等中的任意一种或两种以上的混合物。
所述增塑剂为邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、磷酸酯、环氧化合物、聚合型增塑剂、苯多酸酯、含氯增塑剂、烷基磺酸酯、多元醇酯、尿素、其它增塑剂等中的任意一种或两种以上的混合物。
所述填料为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、滑石粉、钛白粉、膨润土、改性淀粉中的任意一种或两种以上的混合物。
所述的异氰酸酯可以为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯、反式-4-甲基环己基异氰酸酯、苯乙基异氰酸酯、异丙基异氰酸酯、氯乙基异氰酸酯、苄基异氰酸酯、环戊基异氰酸酯中的任意一种。
制备上述粘合剂的方法是：
首先向装有搅拌装置的反应釜内加入适量的水，加热到40℃时开始缓慢加入聚乙烯醇，升温到90℃以上使其完全溶解，保温1h；
然后将上述原料降温至70℃，分别加入多元醇、分散剂、乳化剂和增塑剂的水溶液，再加入填料，继续搅拌15-20min使各原料混合均匀，过滤出料；
最后在使用时将上述原料按上述比例与异氰酸酯混合均匀后涂胶即可。
本发明取得的有益效果是：本发明采用上述原料配制，一方面可以缩短预压时间和热压时间，使整个生产效率得到了很大地提高；与现有的粘合剂相比，涂胶量也少，可减少1/3，降低了生产成本，而且能有效提高耐水性和胶合强度；另一方面，本发明是一种聚氨酯系双组份水性粘合剂，产品配方稳定，生产工艺简单，对人造板基材的适应性广，可适应木材含水率8％-16％，压板温度及压力要求宽松，可冷压也可热压，压力范围5公斤/平方厘米以上，并且成本低廉，不含甲醛、苯、甲苯、二甲苯等有毒物质，可以满足人们随着生活水平提高而对室内家装绿色建材和高档家具的需求，适合人们的需要。使用本产品生产的人造板可完全实现无毒无害、绿色环保。
另外，本发明在生产过程中对环境无污染，又由于这种无醛粘合剂是以水为介质，不含甲醛、苯酚及其它有害重金属成分，使用和清洗方便。
具体实施方式
实施例一：
一种无甲醛、无毒粘合剂，由以下重量份的各组份混合而成：
聚乙烯醇 10份
多元醇 7份
分散剂 0.6份
乳化剂 0.4份
增塑剂 4份
填料 15份
水 63份
异氰酸酯 15份。
应用到具体的组分，实施结果如下：
在容积为2t装有搅拌装置的反应釜中，加入水1060kg，加热到40℃后，边加热边缓缓加入聚乙烯醇200kg，升温到90℃以上聚乙烯醇全部溶解后停止加热，保温1h；降温至70℃；加入木糖醇140kg，加入20％的三聚磷酸钠溶液60kg，加入20％的OP-10溶液40kg，加入40％的尿素溶液200kg，加入重质碳酸钙300kg，搅拌20min后过滤出料得到乳白色均质胶液。
所得的胶液质量指标如下：
粘度(25℃)：2000-3000mpa.S
固含量：33％
PH值：7±1
使用时将上述胶液与的多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)按10∶1.2的比例混合均匀，可用于冷压家具拼扳。应用实例中拼接缝涂胶量130g.m-2依据GB/T18583-2008；GB/T14074-2006；QB/T1094-1991抽样检查结果：
| 检验项目 | 单位 | 标准要求 | 实测结果 |
| 游离甲醛 | g/Kg | - | 未检出 |
| 苯 | g/Kg | ≤0.20 | 未检出 |
| 甲苯+二甲苯 | g/Kg | ≤10 | 未检出 |
| 总挥发性有机物 | g/L | ≤100 | 未检出 |
| 湿态顺纹压缩剪切强度 | MPa | ≥3.2 | 5.6 |
实施例二：
一种无甲醛、无毒粘合剂，由以下重量份的各组份混合而成：
聚乙烯醇 8份
多元醇 5份
分散剂 0.3份
乳化剂 0.2份
增塑剂 2份
填料 10份
水 74.5份
异氰酸酯 10份。
应用到具体的组分，实施结果如下：
在容积为2t装有搅拌装置的反应釜中，加入水1390kg，加热到40℃后，边加热边缓缓加入聚乙烯醇160kg，升温到90℃以上聚乙烯醇全部溶解后停止加热，保温1h；降温至70℃；加入甘油100kg，加入20％的十二烷基硫酸钠溶液30kg，加入20％的脂肪酸单甘油脂溶液20kg，加入40％的尿素溶液100kg，加入轻质碳酸钙200kg，搅拌20min后过滤出料得到乳白色均质胶液。
所得的胶液质量指标如下：
粘度(25℃)：1000-1500mpa.S
固含量：22.5％
PH值：7±1
使用时将上述胶液与的多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)按10∶1的比例混合均匀，可用于实木复合地板、竹地板、竹木复合地板的生产。应用实例中涂胶量130g.m-2依据GB/T18583-2008；GB/T14074-2006；LT/T1738-2008抽样检查结果：
| 检验项目 | 单位 | 标准要求 | 实测结果 |
| 游离甲醛 | g/Kg | - | 未检出 |
| 苯 | g/Kg | ≤0.20 | 未检出 |
| 甲苯+二甲苯 | g/Kg | ≤10 | 未检出 |
| 总挥发性有机物 | g/L | ≤100 | 未检出 |
| 胶合强度 | MPa | ≥0.7 | I类：1.256 |
| II类：1.478 |
实施例三：
一种无甲醛、无毒粘合剂，由以下重量份的各组份混合而成：
聚乙烯醇 7份
多元醇 4份
分散剂 0.2份
乳化剂 0.1份
增塑剂 2份
填料 7份
水 79.5份
异氰酸酯 8份。
应用到具体的组分，实施结果如下：
在容积为2t装有搅拌装置的反应釜中，加入水1510kg，加热到40℃后，边加热边缓缓加入聚乙烯醇140kg，升温到90℃以上聚乙烯醇全部溶解后停止加热，保温1h；降温至70℃；加入甘油80kg，加入20％的十二烷基硫酸钠溶液20kg，加入20％的月桂醇聚氧乙烯醚10kg，加入40％的尿素溶液100kg，加入膨润土140kg，搅拌20min后过滤出料得到乳白色均质胶液。
所得的胶液质量指标如下：
粘度(25℃)：700-1000mpa.S
固含量：20.8％
PH值：7±1
使用时将上述胶液与的多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)按10∶0.8的比例混合均匀，可用于胶合板的生产。应用实例中涂胶量110g.m-2依据GB/T18583-2008；GB/T14074-2006；GB/T 9846.3-2004抽样检查结果：
| 检验项目 | 单位 | 标准要求 | 实测结果 |
| 游离甲醛 | g/Kg | - | 未检出 |
| 苯 | g/Kg | ≤0.20 | 未检出 |
| 甲苯+二甲苯 | g/Kg | ≤10 | 未检出 |
| 总挥发性有机物 | g/L | ≤100 | 未检出 |
| 胶合强度 | MPa | ≥0.7 | I类：1.016 |
本发明不仅可以应用于人造板制造行业的粘合剂，如实木复合地板、家具拼板、胶合板生产的无甲醛、无毒无害的粘合剂，而且这种粘合剂也能够替代酚醛胶用于建筑膜板等适合粘结的行业的生产。
当然，本发明不局限于上述具体实施方式，总之，本领域的技术人员从上述启示出发，所想到的其它替换形式均属于本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种无甲醛、无毒粘合剂的制备方法，具体制备步骤如下：在容积为2t装有搅拌装置的反应釜中，加入水1510kg，加热到40℃后，边加热边缓缓加入聚乙烯醇140kg，升温到90℃以上聚乙烯醇全部溶解后停止加热，保温1h;降温至70℃；加入甘油80kg，加入20%的十二烷基硫酸钠溶液20kg，加入20%的月桂醇聚氧乙烯醚10kg，加入40%的尿素溶液100kg，加入膨润土140kg，搅拌20min后过滤出料得到乳白色均质胶液；将上述胶液与多苯基多亚甲基多异氰酸酯按10：0.8的比例混合均匀即可。
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