CN101892024A - 一种木材用胶黏剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的木材用胶黏剂,其组分及其重量份数为:淀粉100份,去离子水300-500份,氧化剂5-30份,氢氧化钠5-15份,接枝单体80-150份,复合乳化剂3-9份,过硫酸盐1-3份,亚硫酸氢钠0.3-1.5份,尿素10-40份,增塑剂5-10份,防腐剂0.1-1份,消泡剂1-3份。将淀粉经过氧化、糊化、乳化后,与接枝单体的预乳液接枝共聚,再与尿素、增塑剂、防腐剂和消泡剂共混制得。本发明的木材用胶黏剂与木材用白乳胶相比,粘结强度、耐水性、稳定性均较好,并且成本低廉、环保,能够广泛应用于木材拼装,人造板等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种胶黏剂及其制备方法,尤其是木材用胶黏剂及其制备方法。
背景技术
目前木材用胶黏剂使用最多的是“三醛胶”——脲醛树脂(UF)、酚醛树脂(PF)和三聚氰胺甲醛树脂(MF),这“三醛胶”除耐水性差、储存期短外,在生产和使用的过程中释放出大量的甲醛,导致环境污染并危害公众健康。随着我国环保法规日趋完善,发展无污染、无毒害、符合“环保、健康、安全”要求的绿色胶粘剂势在必行。木材胶粘剂品种将加速更新换代,向水性化、固体化、无溶剂化、低毒化方向发展。而淀粉作为一类来源广泛、价格优廉、环境友好的天然高分子,具有无毒、无异味、无污染的特点,具有良好的粘接性和成膜性,是优良的天然资源胶粘剂。但其耐水性差和稳定性较差,开发一种耐水性较好的淀粉基胶黏剂势在必行。
发明内容
本发明的目的是提供一种成本低,粘结性能较高,耐水性能较好的木材用胶黏剂及其制备方法。
本发明的木材用胶黏剂,它的组分及其重量份数为:
淀粉 100份
去离子水 300-500份
氧化剂 5-30份
氢氧化钠 5-15份
接枝单体 80-150份
复合乳化剂 3-9份
过硫酸盐 1-3份
亚硫酸氢钠 0.3-1.5份
尿素 10-40份
增塑剂 5-10份
防腐剂 0.1-1份
消泡剂 1-3份
上述的淀粉可以为玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉或甘薯淀粉。氧化剂可以是双氧水、次氯酸钠或高锰酸钾。接枝单体为醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酰胺和N-羟甲基丙烯酰胺的一种或几种。
复合乳化剂为阴非离子复配乳化剂;例如十二烷基磺酸钠和OP-10按质量比2∶1~1∶2配制的复配乳化剂、十二烷基硫酸钠和OP-7按质量比2∶1~1∶2配制的复配乳化剂或十二烷基苯磺酸钠和NP-10按质量比2∶1~1∶2配制的复配乳化剂。
所说的过硫酸盐可以为过硫酸铵、过硫酸钾或者两者按照任意比例的混合物。增塑剂可以为甘油或邻苯二甲酸酯类;防腐剂可以为苯甲酸钠或山梨酸钾;消泡剂可以为磷酸三丁酯或辛醇。
制备木材用胶黏剂的方法,其步骤如下:
1)按重量份数取各组分,用去离子水分别将氢氧化钠配制成质量分数为10%的碱液;将过硫酸盐和亚硫酸氢钠配制成质量分数为15%的引发剂溶液;淀粉配成质量分数为30-40%的淀粉乳。
2)用步骤1)的碱液将淀粉乳的pH值调至9-10,然后加入氧化剂在60-70℃下氧化0.5h-2h,再将剩余的碱液全部加到淀粉乳中糊化0.5h-1h,调节pH值至6-8后,加入复合乳化剂,复合乳化剂的用量为总份数的三分之一到二分之一,搅拌下升温到70℃-80℃,乳化10-30分钟,得到乳化淀粉。
3)将剩余的复合乳化剂和剩余去离子水加到接枝单体中,搅拌乳化30-60分钟,得到预乳液,备用;
4)将预乳液和十分之九的引发剂溶液同时滴加到乳化淀粉中,在70℃-80℃下乳液接枝聚合反应2h-3h,滴完后,升温至80℃-90℃,再加入剩余的引发剂溶液,保温0.5h-1h后降温至40-50℃,调pH值至6-7,搅拌下依次加入尿素、增塑剂、防腐剂和消泡剂,然后降温至室温,出料包装。
本发明是将淀粉经过氧化、糊化、乳化后,与接枝单体的预乳液接枝共聚,再与尿素、增塑剂、防腐剂和消泡剂共混,得到稳定性较好的耐水性胶黏剂。
通过改变预乳液的接枝单体组成以及配比,可以有效提高胶黏剂的交联度和粘结强度,使耐水性大大提高。
本发明制得的木材用胶黏剂与木材用白乳胶相比,粘结强度、耐水性均优于白乳胶,并且成本低廉、环保,能够广泛应用于木材拼装,人造板等领域。同时与白乳胶的生产工艺相当,能直接在原有白乳胶设备上制作。
具体实施方式
实施例1
木材用胶黏剂,它的组分及其重量份数为:
玉米淀粉 100份
去离子水 400份
双氧水 10份
氢氧化钠 10份
接枝单体 100份(其中;醋酸乙烯酯40份、丙烯酸丁酯52份、丙烯酸4份、丙烯酰胺4份)
复合乳化剂 4份(其中:十二烷基磺酸钠2.5份、OP-101.5份)
过硫酸钾 1.5份
亚硫酸氢钠 0.5份
尿素 10份
甘油 5份
苯甲酸钠 0.5份
磷酸三丁酯 1份
制备工艺如下:
1)按重量份数取各组分,用90份去离子水将氢氧化钠配制成质量分数为10%的碱液;用11.3份去离子水将过硫酸钾和亚硫酸氢钠配制成质量分数为15%的引发剂溶液;用200份去离子水将淀粉配成质量分数为33.3%的淀粉乳。
2)用步骤1)的碱液将淀粉乳的pH值调至9,然后加入双氧水在60℃下氧化1h,再将剩余的碱液全部加到淀粉乳中糊化0.5h,加盐酸调节pH值至7后,加入1.5份复合乳化剂,搅拌下升温到75℃,乳化15分钟,得到乳化淀粉。
3)将剩余的2.5份复合乳化剂和剩余98.7份去离子水加到接枝单体中,搅拌乳化30分钟,得到预乳液,备用;
4)将预乳液和十分之九的引发剂溶液同时滴加到乳化淀粉中,在78℃下乳液接枝聚合反应2h,滴完后,升温至85℃,再加入剩余的引发剂溶液,保温0.5h后降温至50℃,加氨水,调pH值至6,搅拌下依次加入尿素、甘油、苯甲酸钠和磷酸三丁酯,然后降温至室温,出料包装。
所得产品外观乳白有光泽,干强度为6.94MPa,湿强度为3.46MPa。
实施例2
木材用胶黏剂,它的组分及其重量份数为:
木薯淀粉 100份
去离子水 380份
次氯酸钠 20份
氢氧化钠 8份
接枝单体 100份(其中;醋酸乙烯酯35份、丙烯酸丁酯55份、丙烯酸5份、N-羟甲基丙烯酰胺5份)
复合乳化剂 4份(其中:十二烷基苯磺酸钠2份、NP-102份)
过硫酸铵 2份
亚硫酸氢钠 0.6份
尿素 15份
邻苯二甲酸丁酯 5份
山梨酸钾 0.3份
辛醇 1份
制备工艺如下:
1)按重量份数取各组分,用72份去离子水将氢氧化钠配制成质量分数为10%的碱液;用14.7份去离子水将过硫酸铵和亚硫酸氢钠配制成质量分数为15%的引发剂溶液;用200份去离子水将淀粉配成质量分数为33.3%的淀粉乳。
2)用步骤1)的碱液将淀粉乳的pH值调至10,然后加入双氧水在60℃下氧化0.5h,再将剩余的碱液全部加到淀粉乳中糊化1h,加盐酸调节pH值至6后,加入2份复合乳化剂,搅拌下升温到79℃,乳化15分钟,得到乳化淀粉。
3)将剩余的2份复合乳化剂和剩余93.3份去离子水加到接枝单体中,搅拌乳化20分钟,得到预乳液,备用;
4)将预乳液和十分之九的引发剂溶液同时滴加到乳化淀粉中,在79℃下乳液接枝聚合反应2.5h,滴完后,升温至88℃,再加入剩余的引发剂溶液,保温0.5h后降温至50℃,加氨水,调pH值至6,搅拌下依次加入尿素、邻苯二甲酸丁酯、山梨酸钾和辛醇,然后降温至室温,出料包装。
所得产品外观乳白有光泽,干强度为7.42MPa,湿强度为4.06MPa。
Claims (9)
1.一种木材用胶黏剂,其特征是它的组分及其重量份数为:
淀粉 100份
去离子水 300-500份
氧化剂 5-30份
氢氧化钠 5-15份
接枝单体 80-150份
复合乳化剂 3-9份
过硫酸盐 1-3份
亚硫酸氢钠 0.3-1.5份
尿素 10-40份
增塑剂 5-10份
防腐剂 0.1-1份
消泡剂 1-3份。
2.按照权利要求1所述的木材用胶黏剂,其特征是淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉或甘薯淀粉。
3.按照权利要求1所述的木材用胶黏剂,其特征是氧化剂为双氧水、次氯酸钠或高锰酸钾。
4.按照制备权利要求1所述的木材用胶黏剂,其特征是接枝单体为醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酰胺和N-羟甲基丙烯酰胺的一种或几种。
5.按照制备权利要求1所述的木材用胶黏剂,其特征是复合乳化剂为阴非离子复配乳化剂。
6.按照制备权利要求5所述的木材用胶黏剂,其特征是阴非离子复配乳化剂为十二烷基磺酸钠和OP-10按质量比2∶1~1∶2配制的复配乳化剂、十二烷基硫酸钠和OP-7按质量比2∶1~1∶2配制的复配乳化剂或十二烷基苯磺酸钠和NP-10按质量比2∶1~1∶2配制的复配乳化剂。
7.按照制备权利要求1所述的木材用胶黏剂,其特征是过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钾或者两者按照任意比例的混合物。
8.按照制备权利要求1所述的木材用胶黏剂,其特征是增塑剂为甘油或邻苯二甲酸酯类;防腐剂为苯甲酸钠或山梨酸钾;消泡剂为磷酸三丁酯或辛醇。
9.制备权利要求1所述的木材用胶黏剂的方法,其特征是步骤如下:
1)按重量份数取各组分,用去离子水分别将氢氧化钠配制成质量分数为 10%的碱液;将过硫酸盐和亚硫酸氢钠配制成质量分数为15%的引发剂溶液;淀粉配成质量分数为30-40%的淀粉乳。
2)用步骤1)的碱液将淀粉乳的pH值调至9-10,然后加入氧化剂在60-70℃下氧化0.5h-2h,再将剩余的碱液全部加到淀粉乳中糊化0.5h-1h,调节pH值至6-8后,加入复合乳化剂,复合乳化剂的用量为总份数的三分之一到二分之一,搅拌下升温到70℃-80℃,乳化10-30分钟,得到乳化淀粉。
3)将剩余的复合乳化剂和剩余去离子水加到接枝单体中,搅拌乳化30-60分钟,得到预乳液,备用;
4)将预乳液和十分之九的引发剂溶液同时滴加到乳化淀粉中,在70℃-80℃下乳液接枝聚合反应2h-3h,滴完后,升温至80℃-90℃,再加入剩余的引发剂溶液,保温0.5h-1h后降温至40-50℃,调pH值至6-7,搅拌下依次加入尿素、增塑剂、防腐剂和消泡剂,然后降温至室温,出料包装。
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