CN102952496A - 一种无毒胶黏剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无毒胶黏剂及其制备方法。该种无毒胶黏剂，原料配方由主剂和助剂组成，主剂由以下组分构成：魔芋粉，壳聚糖，聚乙烯醇；助剂包括氢氧化钠、硼砂、磷酸、无机纳米颗粒、尿素和脱泡剂。所述无毒胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：（1）首先将聚乙烯醇溶解在水中，加入尿素和硼砂，最后加入壳聚糖搅拌至壳聚糖完全溶解，得到组分A；（2）将魔芋粉加入到氢氧化钠溶液中，搅拌至魔芋粉完全溶解，得到组分B；（3）将组分A、组分B、脱泡剂和无机纳米颗粒混合搅拌均匀即得到该无毒胶黏剂。该无毒胶黏剂环保安全，粘接强度高且耐水性能好，其制备方法也简单易操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种无毒胶黏剂及其制备方法。
背景技术
随着科学技术迅速发展，胶黏剂工业也突飞猛进的发展，为社会提供了许多新胶种，同时也给环境带来了新的污染问题。
现有的胶黏剂中存在很多的挥发性有机化合物（VOC），如溶剂型胶黏剂中的有机溶剂，这些有机溶剂大多是有毒有害的，例如有些卤代烃溶剂是破坏大气臭氧层的物质；芳香烃溶剂毒性很大，甚至有致癌性。目前最常用的酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛胶黏剂，其性能优良，应用范围广，但其中含有游离甲醛；再如不饱和聚酯胶黏剂中含有的苯乙烯；丙烯酸酯乳液胶黏剂中含有未反应的有机单体；改性丙烯酸酯快固结构胶黏剂含有甲基丙烯酸甲酯；聚氨酯胶黏剂含有多异氰酸酯；α一氰基丙烯酸酯胶黏剂含有二氧化硫； 4115建筑胶中含有甲醇；丙烯酸酯乳液中的增稠剂为氨水，这些胶黏剂中所含有的物质有的是易挥发性物质，排放到大气中危害很大；有的物质会发生光化作用，产生臭氧，低层空间的臭氧污染大气，影响植物的生长和人类的健康，而甲基丙烯酸甲酯、二氧化硫等刺激性气味大，污染并恶化大气环境。
胶黏剂中的有害物质主要是苯、甲苯、甲醛、甲醇、苯乙烯、三氯甲烷、四氯化碳、1，2－二氯乙烷、甲苯二异氰酸酯、间苯二胺、磷酸三甲酚酯、乙二胺、二甲基苯胺、防老剂D、煤焦油、石棉粉、石英粉等。
目前也有使用天然高分子聚合物，如大豆蛋白等作为木材的胶黏剂,但用该种胶黏剂所胶合的板材普遍存在粘接强度低和耐水性差等缺点。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在的缺陷而提供一种无毒胶黏剂及其制备方法，该无毒胶黏剂环保安全，粘接强度高且耐水性能好，其制备方法也简单易操作。
本发明的技术方案为：一种无毒胶黏剂，原料配方由主剂和助剂组成，主剂由以下重量份的组分构成：1份魔芋粉，0.1～2份壳聚糖，0.5～5份聚乙烯醇；助剂包括氢氧化钠、硼砂、磷酸、无机纳米颗粒、尿素和脱泡剂，其中无机纳米颗粒的重量份为0.01～1份，硼砂的重量份为0.02～0.03份，尿素的重量份为0.01～0.04份。
所述的无机纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米碳酸钙、纳米膨润土、纳米高岭土中的至少一种。
所述无毒胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）首先将重量份为0.5～5份的聚乙烯醇溶解在水中，待聚乙烯醇完全溶解后加入磷酸，调节聚乙烯醇水溶液的pH值至4.5～6.5，然后加热至80～85℃，搅拌20～30分钟，再加入磷酸调节pH值至2.0～3.0，继续升温至85～95℃，进行反应30～70分钟后，降温至60～65℃；加入重量份为0.01～0.04份的尿素和重量份为0.02～0.03份的硼砂，搅拌均匀后加入氢氧化钠调节pH值至8.0～10，最后加入重量份为0.1～2份的壳聚糖搅拌至壳聚糖完全溶解，得到组分A；
（2）将重量份为1份的魔芋粉加入到重量份为5～7份的氢氧化钠溶液中，搅拌至魔芋粉完全溶解，得到组分B，其中氢氧化钠溶液的质量分数为5～15%；
（3）将组分A、组分B、脱泡剂和重量份为0.01～1份的无机纳米颗粒混合搅拌均匀即得到该无毒胶黏剂。
本发明的有益效果为：本发明所述胶黏剂原料中的魔芋粉具有很强的吸水性，增强胶黏剂的耐水性。壳聚糖含有大量的羟基起到交联剂的作用。硼砂会使液体的聚乙烯醇胶黏剂变为凝固状态，不黏手，并且可以耐水，阻止渗水，大大提高胶黏剂的耐水性。该胶黏剂较现有的胶黏剂而言，不含有有机挥发物，污染小更环保，粘结强度更强，耐水性能更高，同时生产成本低，易于大规模生产无毒无害污染少的胶黏剂。
具体实施方式
实施例1
一种无毒胶黏剂，原料配方由主剂和助剂组成，主剂由以下组分构成：80g魔芋粉，10g壳聚糖，50g聚乙烯醇；助剂包括氢氧化钠、硼砂、磷酸、纳米高岭土、尿素和脱泡剂，其中纳米高岭土为1.5g，硼砂为2.0g，尿素为2.5g。
所述无毒胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）首先将50g的聚乙烯醇溶解在水中，待聚乙烯醇完全溶解后加入磷酸，调节聚乙烯醇水溶液的pH值至5，然后加热至80℃，搅拌25分钟，再加入磷酸调节pH值至2.5，继续升温至90℃，进行反应30分钟后，降温至60℃；加入2.5g的尿素和2.0g的硼砂，搅拌均匀后加入氢氧化钠调节pH值至9，最后加入10g的壳聚糖搅拌至壳聚糖完全溶解，得到组分A；
（2）将80g魔芋粉加入到500g的氢氧化钠溶液中，搅拌至魔芋粉完全溶解，得到组分B，其中氢氧化钠溶液的质量分数为5～15%；
（3）将组分A、组分B、脱泡剂和1.5g的纳米高岭土混合搅拌均匀即得到该无毒胶黏剂。
实施例2
一种无毒胶黏剂，原料配方由主剂和助剂组成，主剂由以下组分构成：100g魔芋粉，10g壳聚糖，75g聚乙烯醇；助剂包括氢氧化钠、硼砂、磷酸、纳米二氧化硅、尿素和脱泡剂，其中纳米二氧化硅为1g，硼砂为2.0g，尿素为1.5g。
所述无毒胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）首先将75g的聚乙烯醇溶解在水中，待聚乙烯醇完全溶解后加入磷酸，调节聚乙烯醇水溶液的pH值至4.5，然后加热至82℃，搅拌20分钟，再加入磷酸调节pH值至3.0，继续升温至95℃，进行反应60分钟后，降温至60℃；加入1.5g的尿素和2.0g的硼砂，搅拌均匀后加入氢氧化钠调节pH值至8，最后加入10g的壳聚糖搅拌至壳聚糖完全溶解，得到组分A；
（2）将100g魔芋粉加入到500g的氢氧化钠溶液中，搅拌至魔芋粉完全溶解，得到组分B，其中氢氧化钠溶液的质量分数为5～15%；
（3）将组分A、组分B、脱泡剂和1g的纳米二氧化硅混合搅拌均匀即得到该无毒胶黏剂。
实施例3
一种无毒胶黏剂，原料配方由主剂和助剂组成，主剂由以下组分构成：80g魔芋粉，10g壳聚糖，50g聚乙烯醇；助剂包括氢氧化钠、硼砂、磷酸、纳米二氧化钛、尿素和脱泡剂，其中纳米二氧化钛为2.5g，硼砂为2.0g，尿素为1.5g。
所述无毒胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）首先将50g的聚乙烯醇溶解在水中，待聚乙烯醇完全溶解后加入磷酸，调节聚乙烯醇水溶液的pH值至6，然后加热至85℃，搅拌25分钟，再加入磷酸调节pH值至3.0，继续升温至95℃，进行反应45分钟后，降温至60℃；加入1.5g的尿素和2.0g的硼砂，搅拌均匀后加入氢氧化钠调节pH值至8.5，最后加入10g的壳聚糖搅拌至壳聚糖完全溶解，得到组分A；
（2）将80g魔芋粉加入到500g的氢氧化钠溶液中，搅拌至魔芋粉完全溶解，得到组分B，其中氢氧化钠溶液的质量分数为12%；
（3）将组分A、组分B、脱泡剂和2.5g的纳米二氧化钛混合搅拌均匀即得到该无毒胶黏剂。
实施例4
一种无毒胶黏剂，原料配方由主剂和助剂组成，主剂由以下组分构成：100g魔芋粉，10g壳聚糖，50g聚乙烯醇；助剂包括氢氧化钠、硼砂、磷酸、纳米膨润土、尿素和脱泡剂，其中纳米膨润土为1g，硼砂为2.0g，尿素为2g。
所述无毒胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）首先将50g的聚乙烯醇溶解在水中，待聚乙烯醇完全溶解后加入磷酸，调节聚乙烯醇水溶液的pH值至5，然后加热至80℃，搅拌20分钟，再加入磷酸调节pH值至2.0，继续升温至85℃，进行反应70分钟后，降温至65℃；加入2g的尿素和2.0g的硼砂，搅拌均匀后加入氢氧化钠调节pH值至10，最后加入10g的壳聚糖搅拌至壳聚糖完全溶解，得到组分A；
（2）将100g魔芋粉加入到500g的氢氧化钠溶液中，搅拌至魔芋粉完全溶解，得到组分B，其中氢氧化钠溶液的质量分数为10%；
（3）将组分A、组分B、脱泡剂和1.0g的纳米膨润土混合搅拌均匀即得到该无毒胶黏剂。
Claims (3)
1.一种无毒胶黏剂，其特征在于，原料配方由主剂和助剂组成，主剂由以下重量份的组分构成：1份魔芋粉，0.1～2份壳聚糖，0.5～5份聚乙烯醇；助剂包括氢氧化钠、硼砂、磷酸、无机纳米颗粒、尿素和脱泡剂，其中无机纳米颗粒的重量份为0.01～1份，硼砂的重量份为0.02～0.03份，尿素的重量份为0.01～0.04份。
2.根据权利要求1所述的无毒胶黏剂，其特征在于，所述的无机纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米碳酸钙、纳米膨润土、纳米高岭土中的至少一种。
3.权利要求1所述无毒胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）首先将重量份为0.5～5份的聚乙烯醇溶解在水中，待聚乙烯醇完全溶解后加入磷酸，调节聚乙烯醇水溶液的pH值至4.5～6.5，然后加热至80～85℃，搅拌20～30分钟，再加入磷酸调节pH值至2.0～3.0，继续升温至85～95℃，进行反应30～70分钟后，降温至60～65℃；加入重量份为0.01～0.04份的尿素和重量份为0.02～0.03份的硼砂，搅拌均匀后加入氢氧化钠调节pH值至8.0～10，最后加入重量份为0.1～2份的壳聚糖搅拌至壳聚糖完全溶解，得到组分A；
（2）将重量份为1份的魔芋粉加入到重量份为5～7份的氢氧化钠溶液中，搅拌至魔芋粉完全溶解，得到组分B，其中氢氧化钠溶液的质量分数为5～15%；
（3）将组分A、组分B、脱泡剂和重量份为0.01～1份的无机纳米颗粒混合搅拌均匀即得到该无毒胶黏剂。
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