CN102585736B - 一种热压型木皮贴面胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热压型木皮贴面胶粘剂及其制备方法，其主要成分包括去离子水、聚乙烯醇、乳化剂、引发剂、甲基丙烯酸、N-羟甲基丙烯酰胺、醋酸乙烯酯、增塑剂、缓冲剂、木薯淀粉、硼砂、分散剂、水性松香、消泡剂和防腐剂。本发明在制备时首先合成自交联聚醋酸乙烯酯共聚改性乳液，然后在共聚乳液中加入20～35%生木薯淀粉、交联剂、水性增粘树脂等助剂混合，最终制备出一种性能优良的热压型木皮贴面胶粘剂。本发明制备的胶粘剂与传统的脲醛树脂木皮贴面胶粘剂比较，具有使用方面、固化温度低、固化时间短及对环境和人体不会产生危害的优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种胶粘剂，具体为一种热压型木皮贴面胶粘剂及其制备方法。
背景技术
随着人们物质文化生活水平的不断提高，对家具的要求越来越高，以往以密度板、细木工板和普通木材等为原材料的家具在美观性、实用性等方面已不能满足人们的要求，为此，市面上出现了一种木皮贴面技术，该技术是在密度板、细木工板和普通木材等基材表面覆合上榉木、花梨木、红檀、胡桃木、柚木、水曲柳、樱桃木等珍贵天然树种的木皮，木皮保持了珍贵树种的天然纹理、色泽，通过天然木皮与密度板、细木工板和普通木材的覆合贴面，提升了产品附加值，同时降低了对纯实木家具消费的依赖。
在此，为实现木皮与基材的粘合，需要用到专门的粘胶剂，传统的热压型木皮贴面胶粘剂主要以脲醛树脂胶为主要粘接基料，在使用时加入氯化铵、面粉、碳酸钙、滑石粉等搅拌均匀，在120℃～130℃的温度下进行木皮热压覆合贴面，热压固化时间5-8分钟。该类型胶粘剂存在使用不方便，热压温度过高，能耗大，热压时间长，并且在加工和后期使用过程中存在甲醛释放，污染环境，严重危害使用者的身体健康，为此，开发一种单组份、使用方便、加工能耗低、无甲醛释放的热压型木皮贴面胶粘剂具有重要的经济效益和社会效益。
发明内容
针对上述问题，本发明设计了一种性能优异的热压型木皮贴面胶粘剂及其制备方法，其具有使用方便、加工能耗低、无甲醛释放的特点。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种热压型木皮贴面胶粘剂，其成分质量比包括：
聚乙烯醇 4.2～5.3%
甲基丙烯酸 0.5～1.2%
N-羟甲基丙烯酰胺 1.5～2.0%
醋酸乙烯酯 20～25%
增塑剂 1.8-2.5%
木薯淀粉 20～35%
引发剂 0.12～0.18%
缓冲剂 0.2～0.4%
乳化剂 0.23～0.5%
硼砂 0.1～0.65%
分散剂 0.15～0.35%
消泡剂F681 0.1～0.16%
水性松香 5.0～9.0%
防腐剂 0.3～1.0%
去离子水 余量。
上述聚乙烯醇为混合体，其成分分别为PVA17-88、PVA20-99或PVA24-88、PVA17-99。
上述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯或两者的混合物。
上述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾或两者的混合物。
上述缓冲剂为碳酸氢钠或磷酸二氢钠或两者的混合物。
上述乳化剂为OP-10或十二烷基硫酸钠或两者的混合物。
上述分散剂为聚丙烯酸钠。
上述水性松香为乳化型松香乳液。
上述防腐剂为苯甲酸钠。
一种上述热压型木皮贴面胶粘剂的制备方法，其步骤如下：
a、按配方重量比将聚乙烯醇投入去离子水中，升温至85℃～90℃并保温溶解90分钟，使聚乙烯醇充分溶解；b、降温至50℃～62℃加入乳化剂、缓冲剂、消泡剂搅拌均匀；c、快速加入总量10～30%的甲基丙烯酸与醋酸乙烯酯混合单体，再加入总量15～40%的预溶解浓度为10～22%引发剂水溶液，并乳化10～30分钟后缓慢升温至65℃～75℃；d、等冷凝器无回流、反应釜内无雾状后升温至76℃～84℃，开始滴加剩余的混合单体，同时滴加引发剂水溶液和预溶解浓度为14～35%的N-羟甲基丙烯酰胺水溶液，滴加时间2～3小时；e、单体加完后升温至88℃～93℃，同时加入剩余的5～18%引发剂水溶液，保温反应20～60分钟，直到残余单体降低至0.2%时开始降温；f、降温至40℃～60℃时加入预溶解浓度为3～12%的硼砂水溶液，搅拌30分钟，使聚乙烯醇与其充分交联；g 、加入分散剂搅拌10～25分钟，投入木薯淀粉搅拌分散均匀后加入增塑剂、水性松香、防腐剂充分混合均匀形成成品。
本发明具有如下优点：1、解决了传统的以尿醛树脂为胶粘剂进行木皮贴面而产生甲醛释放的难题；2、加入甲基丙烯酸、N-羟甲基丙烯酰胺单体合成自交联聚醋酸乙烯酯共聚乳液，加热固化时形成自交联，增加了粘接强度；3、在共聚乳液中加入20～35%生木薯淀粉，制备出固含量大于60%的木薯淀粉改性热压型木皮贴面胶粘剂，该胶粘剂不但降低了成本，而且在90℃～100℃的加热固化时形成自交联结构，同时木薯淀粉在该温度瞬间糊化，大大地提高了粘合强度，缩短胶粘剂的固化时间，降低设备能耗；4、生木薯淀粉的加入有效地堵塞木皮毛孔，减少胶粘剂渗透到木皮表面，降低了因胶粘剂渗透而产生对热压机的粘连，从而减少设备维护成本； 5、加入硼砂与聚乙烯醇交联及水性松香改善了胶粘剂的初粘力和粘接强度。
具体实施方式
实施例一
配方: 总量=1000kg
去离子水 252.8kg
PVA-1788 35kg
PVA-2099 10kg
甲基丙烯酸 6.5kg
浓度20%的N-羟甲基丙烯酰胺水溶液 90kg
醋酸乙烯酯 230kg
邻苯二甲酸二丁酯 20.5kg
木薯淀粉 250kg
浓度10%的过硫酸铵水溶液 13kg
碳酸氢钠 3.2kg
OP-10 3.5kg
十二烷基硫酸钠 0.5kg
浓度10%的硼砂水溶液 15kg
聚丙烯酸钠 3.0kg
消泡剂F681 1.0kg
水性松香 60kg
苯甲酸钠 6.0kg
生产工艺：
1、设备检查正常后，投入去离子水252.8kg，开动带冷凝器的反应釜，加入聚乙烯醇45kg，升温至85℃～90℃并保温溶解90分钟，使聚乙烯醇充分溶解；
2、降温至52℃加入OP-10 3.5kg、十二烷基硫酸钠0.5kg、碳酸氢钠3.2kg、消泡剂F681 1.0kg搅拌均匀，快速加入总量12%的甲基丙烯酸与醋酸乙烯酯混合单体28.38kg和过硫酸铵引发剂水溶液3.9kg，并乳化10分钟后缓慢升温至65℃～75℃，等冷凝器无回流、反应釜内无雾状后升温至76℃～84℃，开始滴加剩余的甲基丙烯酸与醋酸乙烯酯混合单体，同时滴加过硫酸铵引发剂水溶液和N-羟甲基丙烯酰胺水溶液，滴加时间2.5～3小时；单体加完后升温至88℃～93℃，同时加入剩余的过硫酸铵引发剂水溶液1.3kg，保温反应30～60分钟，残余单体降低至0.2%时降温；
3、降温至50℃时加入预溶解的浓度为10%硼砂水溶液15kg，搅拌30分钟，使聚乙烯醇与其充分交联；加入分散剂聚丙烯酸钠3.0kg，搅拌10分钟，投入木薯淀粉250kg，搅拌分散均匀后加入增塑剂邻苯二甲酸二丁酯20.5kg，水性松香60kg，防腐剂苯甲酸钠6.0kg，充分混合均匀，产品检测后出料。
以上实施例获得的产品技术指标为：
外观： 乳白色粘稠液体
PH值： 6.0
粘度： 30000～35000CPS/25℃
固含量：62～63%
游离甲醛：无
实施例二
配方: 总量=1000kg
去离子水 238.4 kg
PVA-2488 25.5kg
PVA-1799 20kg
甲基丙烯酸 9.0kg
浓度32%的 N-羟甲基丙烯酰胺水溶液 56kg
醋酸乙烯酯 200kg
邻苯二甲酸二辛酯 19kg
木薯淀粉 280kg
浓度20%的过硫酸钾水溶液 8.5kg
碳酸氢钠 3.5kg
十二烷基硫酸钠 3.2kg
浓度8%的硼砂水溶液 75kg
聚丙烯酸钠 3.5kg
消泡剂F681 1.4kg
水性松香 50kg
苯甲酸钠 7.0kg
生产工艺：
1、设备检查正常后，投入去离子水238.4kg，开动带冷凝器的反应釜，加入聚乙烯醇2488 25.5kg、1799 20kg，升温至85℃～90℃并保温溶解90分钟，使聚乙烯醇充分溶解；
2、降温至55℃加入十二烷基硫酸钠3.2kg、碳酸氢钠3.5kg、消泡剂1.4kg搅拌均匀，快速加入总量24%的甲基丙烯酸与醋酸乙烯酯混合单体50.16kg，同时加入浓度为20%过硫酸钾引发剂水溶液1.7kg，并乳化10分钟后缓慢升温至68℃～74℃，等冷凝器无回流、反应釜内无雾状后升温至76℃～84℃，开始滴加剩余的甲基丙烯酸与醋酸乙烯酯混合单体，同时滴加过硫酸钾引发剂水溶液和N-羟甲基丙烯酰胺水溶液，滴加时间2.0～2.5小时；单体加完后升温至88℃～93℃，同时加入剩余的浓度为20%的过硫酸钾引发剂水溶液1.05kg，保温反应30～60分钟，残余单体降低至0.2%时降温；
3、降温至46℃时加入预溶解的浓度为8%硼砂水溶液75kg，搅拌30分钟，使聚乙烯醇与其充分交联；加入分散剂聚丙烯酸钠3.5kg，搅拌10分钟，投入木薯淀粉280kg，搅拌分散均匀后加入增塑剂邻苯二甲酸二辛酯19kg，水性松香50kg，防腐剂苯甲酸钠7.0kg，充分混合均匀，产品检测后出料。
第二实施例产品的技术指标为：
外观： 乳白色粘稠液体
PH值： 6.2
粘度： 32000～37000CPS/25℃
固含量：61～62%
游离甲醛：无
本发明胶粘剂应用性能与传统胶粘剂应用性能对照表：
| 名称 项目 | 传统脲醛树脂胶 | 本发明热压型木皮贴面胶粘剂 |
| 使用方便性 | 现场使用时需添加氯化铵、面粉、碳酸钙、滑石粉等其它组分，并进行搅拌混合 | 单组份，直接使用 |
| 热压固化温度 | 固化温度在120℃～130℃，能耗较高 | 90℃～100℃时生木薯淀粉即可瞬间糊化，产生粘接力，同时改性的聚醋酸乙烯酯共聚乳液快速进行自交联反应，粘接力明显提高，能耗相对降低 |
| 热压固化时间（0.6mm厚木皮举例） | 120℃～130℃条件下，热压时间需要7分钟，生产效率现对较低 | 90℃～100℃条件下，热压时间4分钟30秒，生产效率大幅提高 |
| 环保性能 | 长期释放游离甲醛，对环境和人体生产危害 | 无游离甲醛释放，对环境、人体无危害 |
表1
通过表1结果可知，一种热压型木皮贴面胶粘剂与传统的以脲醛树脂木皮贴面胶粘剂比较，本发明的胶粘剂具有使用方面、固化温度低、固化时间短及对环境和人体不会产生危害的优势。
Claims (9)
1.一种热压型木皮贴面胶粘剂，其特征在于：其成分质量比包括，
聚乙烯醇 4.2～5.3%
甲基丙烯酸 0.5～1.2%
N-羟甲基丙烯酰胺 1.5～2.0%
醋酸乙烯酯 20～25%
增塑剂 1.8-2.5%
木薯淀粉 20～35%
引发剂 0.12～0.18%
缓冲剂 0.2～0.4%
乳化剂 0.23～0.5%
硼砂 0.1～0.65%
分散剂 0.15～0.35%
消泡剂F681 0.1～0.16%
水性松香 5.0～9.0%
防腐剂 0.3～1.0%
去离子水 余量
以上胶粘剂通过以下制备方法获得，该方法包括如下步骤：
a、按配方重量比将聚乙烯醇投入去离子水中，升温至85℃～90℃并保温溶解90分钟，使聚乙烯醇充分溶解；
b、降温至50℃～62℃加入乳化剂、缓冲剂、消泡剂搅拌均匀；
c、快速加入总量10～30%的甲基丙烯酸与醋酸乙烯酯混合单体，再加入总量15～40%的预溶解浓度为10～22%引发剂水溶液，并乳化10～30分钟后缓慢升温至65℃～75℃；
d、等冷凝器无回流、反应釜内无雾状后升温至76℃～84℃，开始滴加剩余的混合单体，同时滴加引发剂水溶液和预溶解浓度为14～35%的N-羟甲基丙烯酰胺水溶液，滴加时间2～3小时；
e、单体加完后升温至88℃～93℃，同时加入剩余的5～18%引发剂水溶液，保温反应20～60分钟，直到残余单体降低至0.2%时开始降温；
f、降温至40℃～60℃时加入预溶解浓度为3～12%的硼砂水溶液，搅拌30分钟，使聚乙烯醇与其充分交联；
g 、加入分散剂搅拌10～25分钟，投入木薯淀粉搅拌分散均匀后加入增塑剂、水性松香、防腐剂充分混合均匀形成成品。
2.如权利要求1所述的一种热压型木皮贴面胶粘剂，其特征在于：所述聚乙烯醇为混合体，其成分分别为（1）PVA17-88和PVA20-99或者为（2）PVA24-88和PVA17-99。
3.如权利要求1所述的一种热压型木皮贴面胶粘剂，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯或两者的混合物。
4.如权利要求1所述的一种热压型木皮贴面胶粘剂，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾或两者的混合物。
5.如权利要求1所述的一种热压型木皮贴面胶粘剂，其特征在于：所述缓冲剂为碳酸氢钠或磷酸二氢钠或两者的混合物。
6.如权利要求1所述的一种热压型木皮贴面胶粘剂，其特征在于：所述乳化剂为OP-10或十二烷基硫酸钠或两者的混合物。
7.如权利要求1所述的一种热压型木皮贴面胶粘剂，其特征在于：所述分散剂为聚丙烯酸钠。
8.如权利要求1所述的一种热压型木皮贴面胶粘剂，其特征在于：所述水性松香为乳化型松香乳液，无溶剂。
9.如权利要求1所述的一种热压型木皮贴面胶粘剂，其特征在于：所述防腐剂为苯甲酸钠。
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