CN101724352A - 人造板用无机胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人造板用无机胶粘剂，其原料组成为：质量百分含量20～80wt％的无机溶液50～300重量份、有机助剂5～80重量份、固化增韧剂2～60重量份、无机固化剂0～60重量份，本发明提供的人造板用无机胶粘剂原料来源广泛，且无毒无害、对环境友好，并且制备的人造板材无游离甲醛释放；本发明还公开了一种制备上述无机胶黏剂的方法，首先将50～300重量份的20～80wt％无机溶液，加热至30～120℃，搅拌下向其中加入5～80重量份的有机助剂，充分搅拌均匀，陈化2～24h后，然后加入2～60重量份的固化增韧剂、0～60重量份的无机固化剂即可，本发明提供的人造板用无机胶粘剂的制备工艺简单易行、适用于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种无机胶粘剂，特别涉及一种无甲醛人造板用无机胶粘剂及其制备方法。
背景技术
木材加工业是胶粘剂消耗量最大的一个部门，胶粘剂在木材加工业中的用量约占胶粘剂总量的3/4，其地位也越来越重要。木材加工业中所用胶粘剂主要有三类：合成胶、天然胶和无机胶。近年来，对有机胶粘剂的研究和报导较多，在有机合成胶中，以甲醛系列的合成树脂胶，即脲醛、酚醛、三聚氰胺甲醛(“三醛”胶)为主要品种，尽管“三醛”胶粘接性能较好，但用它粘接制造的人造板在制造和使用过程中会不断释放甲醛，世界各国尤其大量生产人造板的国家非常关注，严格控制“三醛”胶中游离甲醛含量，若游离甲醛含量高于0.1mg/kg，在某些场合禁用，因此环保性胶粘剂日益受到人们的普遍关注。异氰酸酯虽然属于无甲醛木材胶粘剂，但其价格昂贵、施工过程中溶剂毒性大、适用期短，因此未能在人造板行业大规模推广。以天然物如松香、淀粉、阿拉伯胶、鱼胶、虫胶、骨胶等为原料的天然胶粘剂，多数是水溶性的，其粘接强度、耐水性、耐热性等性能不高，不能承受苛刻条件的作用，使用寿命短。无机胶粘剂具有不燃烧、耐高温、耐久性好，且原料资源丰富、经济，不污染环境，制造及施工方便、应用范围广等优点，日益受到人们的重视。据文献报导的无机胶结剂人造板是用水泥、石膏、菱镁土、矿渣等无机物作为胶结剂，以纤维原料(包括木材和非木材植物纤维原料)作为增强材料，加入适量的化学助剂制成的人造板(林业机械与木工设备，2002，30(8)：40-41；建筑人造板，1991，(1)：2-6；东北林业大学学报，1004，32(3)：107-108)。ZL02104652.2报导了以天然矿石，如菱镁矿、氯化镁、石灰粉、滑石粉、高岭土等，与植物杆末，玻璃纤维，防爆网为原材料制成无机木材。ZL90104281报导的“无机防水石膏天花板”主要由水泥、石膏及玻璃纤维及添加剂组成，采用水泥、石膏作为胶凝材料，以植物纤维或玻璃纤维为增强材料，无机胶合人造板在生产和使用中均无毒无害，有利于资源的合理利用，其产品又具有良好的阻燃、防潮性能，且尺寸稳定，膨胀系数小。这些优点使无机胶合人造板在住房建筑中取得日益宽广的市场。但是水泥、石膏系列无机胶粘剂胶合后的人造板制品，随着时间的推移会发生脆化，人造板的抗弯强度、冲击强度较低。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种无甲醛释放，胶合性能较好，优于现有的无机类胶合人造板用无机胶粘剂及其制备方法。
本发明提供的人造板用无机胶粘剂，其原料组成为：质量百分含量20～80wt％的无机溶液50～300重量份、有机助剂5～80重量份、固化增韧剂2～60重量份、无机固化剂0～60重量份。
按照本发明提供的人造板用无机胶粘剂，所述的无机溶液为磷酸二氢铝溶液、磷酸铝溶液、模数为1.8～3.5的钠水玻璃溶液、模数为1.8～3.5钾水玻璃溶液、或模数为1.8～3.5的钠水玻璃溶液与模数为1.8～3.5钾水玻璃溶液的混合；所述的有机助剂为聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺中的一种或几种的组合；所述的固化增韧剂为氧化铝晶须、碳化硅晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、石膏晶须、硅酸铝纤维、岩棉纤维、莫来石纤维、石英纤维中的一种或几种的组合；所述的无机固化剂为氧化锆、氧化硅、氧化锌、氧化镁、氧化铜、氟硅酸钠中的一种或几种的组合。
本发明提供的人造板用无机胶粘剂的制备方法，包括以下步骤，首先将50～300重量份的20～80wt％无机溶液，加热至30～120℃，搅拌下向其中加入5～80重量份的有机助剂，充分搅拌均匀，陈化2～24h后，然后加入2～60重量份的固化增韧剂、0～60重量份的无机固化剂即可。
与现有技术相比，本发明提供的用于人造板的无机胶粘剂的优点在于：
1)本发明提供的人造板用无机胶粘剂原料来源广泛，且无毒无害、对环境友好，并且制备的人造板材无游离甲醛释放，属环保型材料；
2)本发明提供的人造板用无机胶粘剂的制备工艺简单易行、适用于工业化生产。
3)采用本发明提供的无机胶粘剂制造的人造板，密度较大，力学强度高，耐腐性好，并且具有较高的耐高温性能，阻燃性能好。
4)采用本发明提供的无机胶粘剂制造的人造板，防晒不老化，不变形，可刨，可锯，可打，可任意上螺丝，防鼠咬，防虫蛀，可在板面上各种加工。
以下结合具体实施方式对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不仅限于下述实施例的内容。
具体实施方式
实施例1
首先将50重量份的20wt％磷酸铝溶液，加热至30℃，搅拌下向其中加入5重量份的聚乙二醇400，充分搅拌均匀，陈化2h后，加入2重量份的氧化铝晶须，即得到本发明的无机胶粘剂。
实施例2
首先将300重量份的80wt％磷酸铝溶液，加热至120℃，搅拌下向其中加入80重量份的聚乙二醇400，充分搅拌均匀，陈化24h后，加入60重量份的氧化铝晶须、60重量份的氧化镁，即得到本发明的无机胶粘剂。
实施例3
首先将100重量份的60wt％磷酸铝溶液，加热至100℃，搅拌下向其中加入20重量份的聚乙二醇400，充分搅拌均匀，陈化12h后，加入30重量份的氧化铝晶须、15重量份的氧化镁，即得到本发明的无机胶粘剂。
实施例4
首先将200重量份的70wt％磷酸二氢铝溶液，加热至80℃，搅拌下向其中加入30重量份的聚乙二醇600，充分搅拌均匀，陈化18h后，加入20重量份的碳化硅晶须、10重量份的氧化锌，即得到本发明的无机胶粘剂。
实施例5
首先将150重量份的50wt％模数为1.8～3.5的钠水玻璃溶液，加热至45℃，搅拌下向其中加入40重量份的聚丙烯酰胺，充分搅拌均匀，陈化15h后，加入10重量份的硫酸钙晶须、15重量份的氟硅酸钠，即得到本发明的无机胶粘剂。
实施例6
首先将250重量份的30wt％模数为1.8～3.5钾水玻璃溶液，加热至35℃，搅拌下向其中加入8重量份的聚乙烯醇，充分搅拌均匀，陈化12h后，加入18重量份的碳酸钙晶须、16重量份的氧化铜，即得到本发明的无机胶粘剂。
实施例7
首先将270重量份的60wt％模数为1.8～3.5的钠水玻璃溶液与模数为1.8～3.5钾水玻璃溶液的混合液，加热至40℃，搅拌下向其中加入6重量份的聚乙二醇600，充分搅拌均匀，陈化20h后，加入8重量份的石膏晶须、20重量份的氟硅酸钠，即得到本发明的无机胶粘剂。
实施例8
首先将180重量份的25wt％磷酸二氢铝溶液，加热至110℃，搅拌下向其中加入35重量份的聚丙烯酸，充分搅拌均匀，陈化10h后，加入15重量份的石英纤维、16重量份的氧化锆，即得到本发明的无机胶粘剂。
实施例9
首先将220重量份的65wt％磷酸二氢铝溶液，加热至95℃，搅拌下向其中加入35重量份的聚乙二醇600，充分搅拌均匀，陈化16h后，加入20重量份的硅酸铝纤维、10重量份的氧化锌，即得到本发明的无机胶粘剂。
实施例10
首先将280重量份的75wt％磷酸二氢铝溶液，加热至105℃，搅拌下向其中加入45重量份的聚丙烯酰胺，充分搅拌均匀，陈化20h后，加入45重量份的岩棉纤维、16重量份的氧化镁，即得到本发明的无机胶粘剂。
实施例11
首先将260重量份的55wt％磷酸二氢铝溶液，加热至115℃，搅拌下向其中加入8重量份的聚乙烯醇，充分搅拌均匀，陈化18h后，加入30重量份的莫来石纤维、24重量份的氧化硅，即得到本发明的无机胶粘剂。
将实施例1-11制备的无机胶粘剂或者分别与植物纤维、木纤维、木粉混合，施胶量10％～20wt％，在80～200℃温度，压力为2MPa的条件下，进行热压，制成人造板；或者将本发明制备的无机胶粘剂刷涂于木质单板(厚度3m)上，进行热压，制成胶合板。其制备工艺及力学性能结果如表1所示。
表1人造板或胶合板制备工艺及力学性能检测结果
| 实施例 | 原料 | 施胶量％ | 热压温度(℃) | 热压时间(min) | 抗弯强度(MPa) | 握钉力(N/mm) |
| 1 | 植物纤维 | 10 | 80 | 10 | 6.08 | 1.78 |
| 2 | 植物纤维 | 20 | 80 | 10 | 8.18 | 2.05 |
| 3 | 木纤维 | 10 | 200 | 15 | 15.84 | 2.37 |
| 4 | 木纤维 | 20 | 200 | 15 | 20.68 | 3.05 |
| 5 | 木粉 | 10 | 150 | 20 | 15.27 | 2.24 |
| 6 | 木粉 | 20 | 150 | 20 | 23.96 | 3.76 |
| 7 | 木质单板 | 10 | 180 | 13 | 31.24 | 3.57 |
| 8 | 木质单板 | 20 | 180 | 13 | 33.32 | 4.49 |
| 9 | 植物纤维 | 20 | 160 | 12 | 11.56 | 2.52 |
| 10 | 木纤维 | 20 | 160 | 15 | 13.24 | 3.37 |
| 11 | 木质单板 | 20 | 160 | 15 | 22.32 | 4.28 |
Claims (6)
1.一种人造板用无机胶粘剂，其特征在于，原料组成为：质量百分含量20～80wt％的无机溶液50～300重量份、有机助剂5～80重量份、固化增韧剂2～60重量份、无机固化剂0～60重量份。
2.按照权利要求1所述的无机胶黏剂，其特征在于，所述的无机溶液为磷酸二氢铝溶液、磷酸铝溶液、模数为1.8～3.5的钠水玻璃溶液、模数为1.8～3.5钾水玻璃溶液、或模数为1.8～3.5的钠水玻璃溶液与模数为1.8～3.5钾水玻璃溶液的混合。
3.按照权利要求1所述的无机胶黏剂，其特征在于，所述的有机助剂为聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺中的一种或几种的组合。
4.按照权利要求1所述的无机胶黏剂，其特征在于，所述的固化增韧剂为氧化铝晶须、碳化硅晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、石膏晶须、硅酸铝纤维、岩棉纤维、莫来石纤维、石英纤维中的一种或几种的组合。
5.按照权利要求1所述的无机胶黏剂，其特征在于，所述的无机固化剂为氧化锆、氧化硅、氧化锌、氧化镁、氧化铜、氟硅酸钠中的一种或几种的组合。
6.一种制备权利要求1所述无机胶粘剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：首先将50～300重量份的20～80wt％无机溶液，加热至30～120℃，搅拌下向其中加入5～80重量份的有机助剂，充分搅拌均匀，陈化2～24h后，然后加入2～60重量份的固化增韧剂、0～60重量份的无机固化剂即可。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: BEIJING PEI'ER MAOSEN TECHNOLOGY PROMOTION CO., LT Free format text: FORMER OWNER: BEIJING INDUSTRY UNIVERSITY Effective date: 20120530 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wang Qun Inventor after: Yu Hualiang Inventor after: Zhang Yan Inventor after: Guo Hongxia Inventor after: Tan Huifen Inventor after: Li Chunsheng Inventor before: Wang Qun Inventor before: Guo Hongxia Inventor before: Tan Huifen Inventor before: Li Chunsheng |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: WANG QUN GUO HONGXIA TAN HUIFEN LI CHUNSHENG TO: WANG QUN YU HUALIANG ZHANG YAN GUO HONGXIA TAN HUIFEN LI CHUNSHENG Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 100124 CHAOYANG, BEIJING TO: 100096 CHANGPING, BEIJING |
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Effective date of registration: 20120530 Address after: 100096 Beijing city Changping District Huilongguan Jin Park No. 2 4-301 Applicant after: Beijing Peier Maosen Technology Promotion Co., Ltd. Address before: 100124 Chaoyang District, Beijing Ping Park, No. 100 Applicant before: Beijing University of Technology |
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Effective date of registration: 20181126 Address after: 102500 Beijing Fangshan District Yanshan Flow Water Industrial Zone Patentee after: Beijing Jialin Biotechnology Co., Ltd. Address before: 100096 Jinda Garden No. 2, Huilongguan, Changping District, Beijing, 4-301 Patentee before: Beijing Peier Maosen Technology Promotion Co., Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120905 Termination date: 20191211 |