CN102234492B - 一种室内装饰装修用植物无毒胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种室内装饰装修用植物无毒胶粘剂，主要由下述重量份的原料制成：变性淀粉胶50～75、聚乙烯醇2～6、乙二醇0.2～0.5、醋酸乙烯－乙烯共聚乳液10～30、松香溶液2～5、碳酸钙3～12、水10～30、乳化剂0.2～0.5。其制备方法是先制备变性淀粉胶和松香溶液，将聚乙烯醇溶于水中加入到变性淀粉胶中，加入乙二醇，反应20～40min，加入醋酸乙烯－乙烯共聚乳液、松香溶液和乳化剂，反应20～40min，冷却至常温加入碳酸钙，搅拌均匀后过滤出料，即得。本发明胶粘剂不含甲醛，胶粘强度高，耐水性好，63℃水煮20h不开胶，施工方便；且制备工艺简单，生产成本低，可广泛使用于室内装饰装修领域。

Description

一种室内装饰装修用植物无毒胶粘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种胶粘剂，具体涉及一种室内装饰装修用植物无毒胶粘剂及其制备方法。

背景技术

目前我国室内装饰装修使用的胶粘剂主要是聚醋酸乙烯酯乳液，用于室内装饰装修的人造板材主要由脲醛树脂或酚醛树脂胶粘剂粘接制成，但这些胶粘剂最严重的问题是在使用过程中会产生游离甲醛，对室内环境和人们身体健康带来严重的影响。解决的方法主要有两种：一是降低甲醇用量或添加甲醛捕捉剂以降低游离甲醛的含量；另一种是不添加甲醛，另选其它树脂或添加剂，生产不含甲醛的胶粘剂。近年来，以淀粉为主要原料的植物胶粘剂由于不含甲醛而广泛受到消费者的青睐，该类胶粘剂具有来源广泛、成本较低且无污染的优点，如公开号为CN1462786的中国发明专利公开了一种木材用天然无毒胶粘剂的制备方法，该胶粘剂由主料和改性增强剂组成，其中主料是以玉米或木薯淀粉为原料，加入足量水和各种相关助剂经乳化、氧化醚化、酯化和交联等反应制成；增强剂水溶液中先后加入相关助剂，经耐水改性和抗凝改性、聚合成乳液，再加入稳定剂生成改性增强剂。所得胶粘剂无毒无刺激性异味，干燥速度快、胶接强度较高，耐水性能较好，可广泛地用于建材、房屋装修和家庭装饰等领域。但该发明的制备工艺较复杂，其中淀粉需经三级改性，增强剂也要经二级改性，生产成本也较高，一直未能推广应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种胶粘强度高、耐水性能好，且环境友好的室内装饰装修用植物无毒胶粘剂；本发明还将提供这种胶粘剂的制备方法，该方法工艺简单、易操作。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种室内装饰装修用植物无毒胶粘剂，它主要由下述重量份的原料制成：

变性淀粉胶50～75、聚乙烯醇2～6、乙二醇0.2～0.5、醋酸乙烯－乙烯共聚乳液10～30、松香溶液2～5、碳酸钙3～12、水10～30、乳化剂0.2～0.5；

所述的变性淀粉胶是按重量百分比，取10%～40%的氧化木薯淀粉和60%～90%预糊化木薯淀粉混合后在搅拌下加入30℃～45℃水中，调节pH值至5～7，升温至50℃～75℃，保温20～30分钟，制得的固含量为15～25%的变性淀粉胶；

所述的松香溶液是以体积浓度为95～100%的乙醇为溶剂，加入松香粉制成的饱和溶液。

本发明所述胶粘剂还可包括0.07～0.3重量份的消泡剂，以抑制制备过程中产生过多的泡沫，所述消泡剂优选为正丁醇或磷酸三丁酯；为了进一步提高本发明的存贮时间，所述胶粘剂还可包括0.08～0.3重量份的防腐剂，所述防腐剂优选为异噻唑啉酮或苯甲酸钠。

上述配方中：

醋酸乙烯－乙烯共聚乳液中乙烯的含量为14～18%（质量）。

所述的氧化木薯淀粉和预糊化木薯淀粉均为市售产品，也可按常规方法自行制备；调节两者与水的混合物的pH值时所用的试剂为盐酸、柠檬酸或氢氧化钠，当制得的上述混合物为碱性时，则用盐酸或柠檬酸调节其pH值，当制得的上述混合物的pH值为低于5的酸性时，则用氢氧化钠调节其pH值。

所述的乳化剂为食品类常用的乳化剂，优选为聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯（吐温-80）。

本发明所述的室内装饰装修用植物无毒胶粘剂的制备方法，其步骤如下：

1）配制变性淀粉胶：按重量百分比，取10%～40%的氧化木薯淀粉和60%～90%预糊化木薯淀粉混合后在搅拌下加入30℃～45℃水中，调节pH值至5～7，升温至50℃～75℃，保温20～30分钟，制得的固含量为15～25%的变性淀粉胶；

配制松香溶液：以体积浓度为95～100%的乙醇为溶剂，加入松香粉制成饱和溶液，取出饱和溶液备用；

2）取聚乙烯醇置于配比量的水中，升温至90～95℃使聚乙烯醇完全溶解，冷却至45～75℃时加入到上述制得的变性淀粉胶中，然后加入乙二醇，保温反应20～40分钟，得到接枝淀粉胶；所述的加料和反应均在搅拌下进行；

3）所得接枝淀粉胶冷却至30～55℃，在搅拌下加入醋酸乙烯－乙烯共聚乳液、松香溶液和乳化剂，保温反应20～40分钟，冷却至常温后加入碳酸钙，搅拌均匀后过滤出料，即得。

上述方法中，所述的醋酸乙烯－乙烯共聚乳液中乙烯的含量为14～18%（质量）。

调节pH值的试剂为盐酸、柠檬酸或氢氧化钠。

乳化剂为聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯。

在上述制备方法步骤2）的溶解聚乙烯醇步骤中，可根据泡沫量的情况加入0.07～0.3重量份的消泡剂；在步骤3）中加入碳酸钙后还可加入0.08～0.3重量份的防腐剂以提高所得胶粘剂的存贮时间。所述的消泡剂为正丁醇或磷酸三丁酯；所述的防腐剂为异噻唑啉酮或苯甲酸钠。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、淀粉的变性简单，且采用氧化淀粉与预糊化淀粉复配，同时提高了变性淀粉胶的固含量和流动性；

2、通过聚乙烯醇、乙二醇与变性淀粉胶接枝，形成了新的接枝异构体，改变了淀粉亲水的性质，提高了胶液的耐贮性；在没有加防腐剂的情况下，所得胶粘剂也可存放30～60天，在配方中加入防腐剂的情况下，所得胶粘剂在常温下保质期可达12个月以上；

3、通过与高分子聚合物醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的交联、增塑和聚合，使淀粉胶中的亲水基团得到明显改善，形成了完整的多维网络结构，大大提高了胶的内聚力，从而提高了胶粘强度和耐水性；

4、本发明胶粘剂的制备工艺简单，生产成本低；

5、由本发明所述方法制得的胶粘剂，不含甲醛，胶粘强度可超过聚乙酸乙烯酯Ⅱ型标准，耐水性可提高1～2倍，63℃水煮20小时不开胶，比普通白乳胶提高2～3倍，而且施工方便，贮存稳定；

6、本发明胶粘剂可广泛应用于室内装饰装修中木工粘接，制作家具，墙面腻子，墙纸胶，加入水泥砂浆粘接瓷砖，天花板中木板与其他装修材料的粘接。

具体实施方式

下面以实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

实施例1

胶粘剂配方：

固含量为20%的变性淀粉胶60Kg、聚乙烯醇2Kg、乙二醇0.2Kg、醋酸乙烯－乙烯共聚乳液（乙烯含量为14-18%，w/w）30Kg、松香溶液3Kg、碳酸钙10Kg、水10Kg、吐温-800.2Kg。

制备方法：

1）配制变性淀粉胶：取10Kg的氧化木薯淀粉和90Kg预糊化木薯淀粉混合后在搅拌下加入40℃水中，使用柠檬酸调节pH值至5，升温至55℃，保温30min，制得的固含量为20%的变性淀粉胶，取出60Kg备用；

松香溶液的配制：以体积浓度为100%的乙醇为溶剂，加入松香粉制成饱和溶液，取出3Kg饱和溶液备用；

2）取聚乙烯醇置于水中，升温至90℃使聚乙烯醇完全溶解，冷却至65℃时加入到上述取出备用的变性淀粉胶中，然后加入乙二醇，保温反应40min，得到接枝淀粉胶；所述的加料和反应均在搅拌下进行；

3）所得接枝淀粉胶冷却至40℃，在搅拌下加入醋酸乙烯－乙烯共聚乳液、松香溶液和乳化剂，保温反应40min，冷却至常温后加入碳酸钙、防腐剂，搅拌均匀后过滤出料，即得产品。

所得产品外观：乳白色粘稠液体，pH值5.6，粘度（30±0.5℃）：2300mPa.s，不挥发物含量35%。

实施例2

胶粘剂配方：

固含量为25%的变性淀粉胶50Kg、聚乙烯醇6Kg、乙二醇0.3Kg、醋酸乙烯－乙烯共聚乳液（乙烯含量为14-18%，w/w）15Kg、松香溶液2Kg、碳酸钙8Kg、水30Kg、吐温-800.4Kg、正丁醇0.3Kg。

制备方法：

1）配制变性淀粉胶：取30Kg的氧化木薯淀粉和70Kg预糊化木薯淀粉混合后在搅拌下加入35℃水中，使用盐酸调节pH值至6，升温至75℃，保温20min，制得的固含量为25%的变性淀粉胶，取出50Kg备用；

松香溶液的配制：以体积浓度为98%的乙醇为溶剂，加入松香粉制成饱和溶液，取出2Kg饱和溶液备用；

2）取聚乙烯醇置于水中，升温至95℃使聚乙烯醇完全溶解（过程中加入正丁醇0.3Kg），冷却至45℃时加入到上述取出备用的变性淀粉胶中，然后加入乙二醇，保温反应30min，得到接枝淀粉胶；所述的加料和反应均在搅拌下进行；

3）所得接枝淀粉胶冷却至45℃，在搅拌下加入醋酸乙烯－乙烯共聚乳液、松香溶液和乳化剂，保温反应30min，冷却至常温后加入碳酸钙，搅拌均匀后过滤出料，即得产品。

所得产品外观：乳白色粘稠液体，pH值6.3，粘度（30±0.5℃）：2300mPa.s，不挥发物含量35%。

实施例3

胶粘剂配方：

固含量为20%的变性淀粉胶75Kg、聚乙烯醇4Kg、乙二醇0.4Kg、醋酸乙烯－乙烯共聚乳液（乙烯含量为14-18%，，w/w）10Kg、松香溶液4Kg、碳酸钙3Kg、水20Kg、吐温-800.5Kg、苯甲酸钠0.08Kg。

制备方法：

1）配制变性淀粉胶：取25Kg的氧化木薯淀粉和75Kg预糊化木薯淀粉混合后在搅拌下加入45℃水中，用盐酸调节pH值至7，升温至70℃，保温25min，制得的固含量为20%的变性淀粉胶，取出75Kg备用；

松香溶液的配制：以体积浓度为95%的乙醇为溶剂，加入松香粉制成饱和溶液，取出4Kg饱和溶液备用；

2）取聚乙烯醇置于水中，升温至93℃使聚乙烯醇完全溶解，冷却至75℃时加入到上述备用的变性淀粉胶中，然后加入乙二醇，保温反应20min，得到接枝淀粉胶；所述的加料和反应均在搅拌下进行；

3）所得接枝淀粉胶冷却至40℃，在搅拌下加入醋酸乙烯－乙烯共聚乳液、松香溶液和乳化剂，保温反应20min，冷却至常温后加入碳酸钙、苯甲酸钠，搅拌均匀后过滤出料，即得产品。

所得产品外观：乳白色粘稠液体，pH值7.0，粘度（30±0.5℃）：2500mPa.s，不挥发物含量33%。

实施例4

胶粘剂配方：

固含量为23%的变性淀粉胶70Kg、聚乙烯醇3Kg、乙二醇0.5Kg、醋酸乙烯－乙烯共聚乳液（乙烯含量为14-18%，w/w）25Kg、松香溶液2Kg、碳酸钙12Kg、水20Kg、吐温-800.3Kg、磷酸三丁酯0.1Kg、异噻唑啉酮0.1Kg。

制备方法：

1）配制变性淀粉胶：取20Kg的氧化木薯淀粉和80Kg预糊化木薯淀粉混合后在搅拌下加入40℃水中，调节pH值至7，升温至60℃，保温20min，制得的固含量为23%的变性淀粉胶，取出70Kg备用；

松香溶液的配制：以体积浓度为99%的乙醇为溶剂，加入松香粉制成饱和溶液，取出2Kg饱和溶液备用；

2）取聚乙烯醇置于水中，升温至92℃使聚乙烯醇完全溶解（过程中加入磷酸三丁酯0.1Kg），冷却至70℃时加入到上述取出备用的变性淀粉胶中，然后加入乙二醇，保温反应20min，得到接枝淀粉胶；所述的加料和反应均在搅拌下进行；

3）所得接枝淀粉胶冷却至50℃，在搅拌下加入醋酸乙烯－乙烯共聚乳液、松香溶液和乳化剂，保温反应25min，冷却至常温后加入碳酸钙、异噻唑啉酮，搅拌均匀后过滤出料，即得产品。

所得产品外观：乳白色粘稠液体，pH值6.6，粘度（30±0.5℃）2100mPa.s，不挥发物含量38%。

实施例5

胶粘剂配方：

固含量为18%的变性淀粉胶65Kg、聚乙烯醇5Kg、乙二醇0.3Kg、醋酸乙烯－乙烯共聚乳液（乙烯含量为14-18%，w/w）20Kg、松香溶液5Kg、碳酸钙6Kg、水25Kg、吐温-800.2Kg、正丁醇0.3Kg、异噻唑啉酮0.3Kg。

制备方法：

1）配制变性淀粉胶：取15Kg的氧化木薯淀粉和85Kg预糊化木薯淀粉混合后在搅拌下加入30℃水中，柠檬酸调节pH值至6，升温至65℃，保温20min，制得的固含量为18%的变性淀粉胶，取出65Kg备用；

松香溶液的配制：以体积浓度为98%的乙醇为溶剂，加入松香粉制成饱和溶液，取出5Kg饱和溶液备用；

2）取聚乙烯醇置于水中，升温至95℃使聚乙烯醇完全溶解（过程中加入正丁醇0.3Kg），冷却至55℃时加入到上述取出备用的变性淀粉胶中，然后加入乙二醇，保温反应25min，得到接枝淀粉胶；所述的加料和反应均在搅拌下进行；

3）所得接枝淀粉胶冷却至35℃，在搅拌下加入醋酸乙烯－乙烯共聚乳液、松香溶液和乳化剂，保温反应35min，冷却至常温后加入碳酸钙，异噻唑啉酮，搅拌均匀后过滤出料，即得产品。

所得产品外观：乳白色粘稠液体，pH6.5，粘度（30±0.5℃）2000mPa.s，不挥发物含量36%。

将上述实施例产品送质量检验部门按照HG/T2727-1995“聚乙酸乙烯酯乳液木材胶粘剂”要求进行性能检验，检验结果如下表1所示；按照GB18583-2008“室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量”水基型胶粘剂聚乙酸乙烯酯类要求进行检验，结果如下表2所示：

表1：

表2：

注：甲醛未检出是指检测结果低于检测标准的下线，即＜0.05g/kg；苯、甲苯＋二甲苯均为仪器未检出。

从上述检测结果可知，本发明方法制得的胶粘剂主要性能指标均高于聚乙酸乙烯酯乳液Ⅱ型标准，有害物质限量中的甲醛、苯、甲苯及二甲苯均未检出，总挥发性有机化合物也比国家标准限量大大降低。

实验例1：耐水性能试验

准备好长15mm、宽25mm的木片,将上述实施例1～5制得的胶粘剂分别涂于木片上,涂布面积为12.5×25mm²,粘接后自然干燥。

将粘合所得制品置于63℃热水中水煮20h均不开胶。

Claims (10)

1.一种室内装饰装修用植物无毒胶粘剂，其特征在于它主要由下述重量份的原料制成：

变性淀粉胶50～75、聚乙烯醇2～6、乙二醇0.2～0.5、醋酸乙烯－乙烯共聚乳液10～30、松香溶液2～5、碳酸钙3～12、水10～30、乳化剂0.2～0.5；

所述的变性淀粉胶是按重量百分比，取10%～40%的氧化木薯淀粉和60%～90%预糊化木薯淀粉混合后在搅拌下加入30℃～45℃水中，调节pH值至5～7，升温至50℃～75℃,保温20～30分钟，制得的固含量为15～25%的变性淀粉胶；

所述的松香溶液是以体积浓度为95～100%的乙醇为溶剂，加入松香粉制成的饱和溶液。

2.根据权利要求1所述的室内装饰装修用植物无毒胶粘剂，其特征在于：还包括0.07～0.3重量份的消泡剂和/或0.08～0.3重量份的防腐剂。

3.根据权利要求2所述的室内装饰装修用植物无毒胶粘剂，其特征在于：所述消泡剂为正丁醇或磷酸三丁酯，防腐剂为异噻唑啉酮或苯甲酸钠。

4.根据权利要求1、2或3所述的室内装饰装修用植物无毒胶粘剂，其特征在于：醋酸乙烯－乙烯共聚乳液的乙烯含量为14～18%。

5.根据权利要求1、2或3所述的室内装饰装修用植物无毒胶粘剂，其特征在于：调节pH值的试剂为盐酸、柠檬酸或氢氧化钠。

6.根据权利要求1、2或3所述的室内装饰装修用植物无毒胶粘剂，其特征在于：乳化剂为聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯。

7.权利要求1所述的室内装饰装修用植物无毒胶粘剂的制备方法，其步骤如下：

1）配制变性淀粉胶：按重量百分比，取10%～40%的氧化木薯淀粉和60%～90%预糊化木薯淀粉混合后在搅拌下加入30℃～45℃水中，调节pH值至5～7，升温至50℃～75℃，保温20～30分钟，制得的固含量为15～25%的变性淀粉胶；

配制松香溶液：以体积浓度为95～100%的乙醇为溶剂，加入松香粉制成饱和溶液，取出饱和溶液备用；

2）取聚乙烯醇置于水中，升温至90～95℃使聚乙烯醇完全溶解，冷却至45～75℃时加入到配方量的变性淀粉胶中，然后加入乙二醇，保温反应20～40分钟，得到接枝淀粉胶；所述的加料和反应均在搅拌下进行；

3）所得接枝淀粉胶冷却至30～55℃，在搅拌下加入醋酸乙烯－乙烯共聚乳液、松香溶液和乳化剂，保温反应20～40分钟，冷却至常温后加入碳酸钙，搅拌均匀后过滤出料，即得。

8.根据权利要求7所述的室内装饰装修用植物无毒胶粘剂的制备方法，其特征在于：所述醋酸乙烯－乙烯共聚乳液的乙烯含量为14～18%。

9.根据权利要求7所述的室内装饰装修用植物无毒胶粘剂的制备方法，其特征在于：调节pH值的试剂为盐酸、柠檬酸或氢氧化钠。

10.根据权利要求7所述的室内装饰装修用植物无毒胶粘剂的制备方法，其特征在于：乳化剂为聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯。