CN102863906B - 一种低成本环保水玻璃木材胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明首先公开了一种低成本环保水玻璃木材胶黏剂,这种的胶黏剂组分包括质量分数为30~60%为水玻璃100份、水溶性聚合物10~30份、去离子水90~270份、高分子乳液10~50份、高级脂肪酸盐1~5份、无机固化剂2~10份;同时,公开了这种水玻璃木材胶黏剂的制备方法,将去离子水加热后缓慢加入水溶性聚合物并搅拌制成溶液,并将水玻璃加入上述溶液中,搅拌均匀后进行陈化反应,陈化后加入高分子乳液以及高级脂肪酸盐,搅拌后在40~80℃的环境下保温;然后降温至30~60℃,并加入无机固化剂,混合均匀即可得成品。本发明提供的水玻璃木材胶黏剂性能稳定,制备工艺简单易行,可广泛适用于工业化生产。

Description

一种低成本环保水玻璃木材胶黏剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种木材胶黏剂,具体为一种粘接力强、耐水性好的低成本环保水玻璃木材胶黏剂及其制备方法。
背景技术
在现有环保装修行业中,随着人们环保意识的日益增强和世界各国对胶黏剂中醛类有毒化合物含量及其它挥发性有机化合物含量的严格限制,木材胶黏剂正逐渐摆脱以脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂为主导的传统型醛类胶黏剂,朝着水性化、低污染、环保型胶黏剂方向快速发展。环保高性能胶黏剂的开发已成为当前木材胶黏剂领域的研究热点。
无机胶黏剂是一种价廉、无毒、不燃的环保产品,很好地符合了当今胶黏剂工业的发展理念。与有机胶黏剂相比,它具有制备和使用方便、耐温性能优异、热膨胀系数小,可室温固化、无收缩、耐油、耐辐射和耐久性好等众多优点,在航天、机械、电子、化工和建筑等领域发挥着不可替代的作用,受到人们的高度重视。水玻璃是最重要的一类无机胶黏剂,具有价格低廉、制备简单、无毒、耐热、耐腐蚀、耐火、耐老化性能优异等众多优点,在粘接金属、陶瓷、玻璃、石材和纸张等材料时具有优异的粘接性能。然而,在现有技术中,由于水玻璃裁量本身固化胶脆性大、耐水性差,导致对木材的粘接强度不高等原因,以至于未改性的水玻璃胶黏剂尚不能直接用于木材粘接。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种低成本环保水玻璃木材胶黏剂及其制备方法,这种水玻璃木材胶黏剂是一种改性胶黏剂,其粘接力强、耐水性佳,以解决现有木质品粘接使用的有机胶带来的醛类或其他有毒化合物污染环境和危害健康的技术缺陷。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种低成本环保水玻璃木材胶黏剂,为一种改性无机粘胶剂,其内具体成分以及所含份数可表示为:
所含质量分数为30~60%的水玻璃:100份
水溶性聚合物:10~30份
去离子水:90~270份
高分子乳液:10~50份
高级脂肪酸盐:1~5份
无机固化剂:2~10份。
本发明的原理在于,利用水溶性聚合物和高分子乳液对水玻璃胶黏剂进行增韧改性,降低其脆性,提高粘接强度;同时利用高级脂肪酸盐的离子夺取作用提高其耐水性能,并利用二价金属氧化物促进交联固化,得到稳定性好、粘接性高、耐水性佳的水玻璃木材胶黏剂。
一种低成本环保水玻璃木材胶黏剂的制备方法,包括以下步骤:
1)首先将90~270重量份的去离子水加热至60~95℃,缓慢加入10~30重量份水溶性聚合物,充分搅拌直至聚合物溶解,制成质量分数为10%的溶液;
2)在搅拌下将100重量份的30~60%水玻璃加入上述溶液中,充分搅拌均匀,在40~80℃陈化反应2~6h;
3)加入10~50重量份的高分子乳液和1~5重量份的高级脂肪酸盐,充分搅拌均匀后,在40~80℃保温反应1~5h;然后降温至30~60℃,在搅拌下加入2~10重量份的无机固化剂,混合均匀即可。
本发明中,所述水玻璃可以是模数为1.8~3.5的钠水玻璃、模数为1.8~3.5的锂水玻璃、模数为1.8~3.5的钾水玻璃、模数为1.8~3.5的季铵水玻璃中的一种或几种的组合。
在本发明中,所述的水溶性聚合物为聚乙烯醇、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺中的一种或几种的组合。
在本发明中,所述的高分子乳液为聚醋酸乙烯酯乳液、聚丙烯酸酯乳液、丁苯橡胶乳液中的一种或几种的组合。
在本发明中,所述的高级脂肪酸盐为棕榈酸铵、棕榈酸铝、硬脂酸钙、油酸钙中的一种或几种的组合。
在本发明中,所述的无机固化剂为氧化镁、氧化锌、氧化钙、氧化铜中的一种或几种的组合。
有益效果:本发明所用组份来源丰富、价格低廉、无毒无害,保证了木材胶黏剂的低成本和清洁无污染。本发明制得的水玻璃木材胶黏剂的粘接强度和耐水性可与三醛胶相媲美,而且制备工艺简单,适用于工业化生产。采用本发明提供的水玻璃胶黏剂制备的人造板,具有密度大,力学强度高,耐腐蚀,耐老化,不变形,可钉、可锯、可刨、可钻等特点。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
实施例1:
将90重量份的去离子水加热至95℃,缓慢加入10重量份的聚乙烯醇,充分搅拌直至聚合物溶解,制成质量分数为10%的聚乙烯醇溶液;将100重量份的质量分数为30%的钠水玻璃缓慢加入上述溶液中,充分搅拌均匀,在80℃陈化反应2h;然后加入50重量份的聚醋酸乙烯酯乳液和5重量份的硬脂酸钙,充分搅拌均匀后,在80℃保温反应1h;然后降温至60℃,在搅拌下加入10重量份的氧化镁,混合均匀即得到本发明的水玻璃胶黏剂。
实施例2:
将135重量份的去离子水加热至80℃,缓慢加入15重量份的聚乙二醇600,充分搅拌直至聚合物溶解,制成质量分数为10%的聚乙二醇600溶液;将100重量份的质量分数为40%的钾水玻璃缓慢加入上述溶液中,充分搅拌均匀,在70℃陈化反应3h;然后加入30重量份的聚醋酸乙烯酯乳液和3重量份的棕榈酸铝,充分搅拌均匀后,在60℃保温反应2h;然后降温至50℃,在搅拌下加入6重量份的氧化钙,混合均匀即得到本发明的水玻璃胶黏剂。
实施例3:
将180重量份的去离子水加热至70℃,缓慢加入20重量份的聚乙二醇400,充分搅拌直至聚合物溶解,制成质量分数为10%的聚乙二醇400溶液;将100重量份的质量分数为45%的锂水玻璃缓慢加入上述溶液中,充分搅拌均匀,在50℃陈化反应4h;然后加入20重量份的聚丙烯酸酯乳液和2重量份的棕榈酸铵,充分搅拌均匀后,在50℃保温反应3h;然后降温至40℃,在搅拌下加入4重量份的氧化铜,混合均匀即得到本发明的水玻璃胶黏剂。
实施例4:
将270重量份的去离子水加热至60℃,缓慢加入30重量份的聚丙烯酰胺,充分搅拌直至聚合物溶解,制成质量分数为10%的聚丙烯酰胺溶液;将100重量份的质量分数为60%的季铵水玻璃缓慢加入上述溶液中,充分搅拌均匀,在40℃陈化反应6h;然后加入10重量份的丁苯橡胶乳液和2重量份的油酸钙,充分搅拌均匀后,在40℃保温反应5h;然后降温至30℃,在搅拌下加入1重量份的氧化锌,混合均匀即得到本发明的水玻璃胶黏剂。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点,本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内,本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种低成本环保水玻璃木材胶黏剂,其特征在于,这种胶黏剂的组分及其重量份数为:
质量分数为30~60%的水玻璃:100份;
水溶性聚合物:10~30份;
去离子水:90~270份;
高分子乳液:10~50份;
高级脂肪酸盐:1~5份;
无机固化剂:2~10份。
2.根据权利要求1所述的一种低成本环保水玻璃木材胶黏剂,其特征在于,所述水玻璃可以是模数为1.8~3.5的钠水玻璃、模数为1.8~3.5的锂水玻璃、模数为1.8~3.5的钾水玻璃、模数为1.8~3.5的季铵水玻璃的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种低成本环保水玻璃木材胶黏剂,其特征在于,所述水溶性聚合物可以是聚乙烯醇、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种低成本环保水玻璃木材胶黏剂,其特征在于,所述高分子乳液可以是聚醋酸乙烯酯乳液、聚丙烯酸酯乳液、丁苯橡胶乳液的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种低成本环保水玻璃木材胶黏剂,其特征在于,所述高级脂肪酸盐可以是棕榈酸铵、棕榈酸铝、硬脂酸钙、油酸钙中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种低成本环保水玻璃木材胶黏剂,其特征在于,所述无机固化剂可以是氧化镁、氧化锌、氧化钙、氧化铜中的一种或几种。
7.一种低成本环保水玻璃木材胶黏剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)首先将90~270重量份的去离子水加热至60~95℃,缓慢加入10~30重量份水溶性聚合物,充分搅拌直至聚合物溶解,制成质量分数为10%的溶液;
2)在搅拌下将100重量份的30~60%水玻璃加入上述溶液中,充分搅拌均匀,在40~80℃陈化反应2~6h;
3)加入10~50重量份的高分子乳液和1~5重量份的高级脂肪酸盐,充分搅拌均匀后,在40~80℃保温反应1~5h;然后降温至30~60℃,在搅拌下加入2~10重量份的无机固化剂,混合均匀即可。
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