CN103421454B - 一种魔芋胶黏剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种魔芋胶黏剂及制备方法，一种魔芋胶黏剂，包括魔芋飞粉，该胶黏剂以魔芋飞粉为原料，所述原料经化学氧化、接枝、共混、交联复合变性过程制备，其中，制备原料比例如下：以重量份数计，魔芋飞粉20-400，水20-400，硫酸亚铁0.01-0.2，过氧化氢0.4-16.7，过硫酸铵0.14-3.6，丙烯酰胺0.6-12，苯甲酸钠0.05-1，聚乙烯醇0.7-14.4，乙二醛0.1-2.3，聚氨酯8.4-170。所述胶黏剂耐水性无醛基，能满足II类木材胶性能要求，完全能够达到LYY1601-2002标准要求。与现有技术相比，生产成本大大降低，同时克服了现有产品耐水性差、粘接力弱的不足。
Description
技术领域
本发明属于胶黏剂及其生产工艺技术领域，具体来说是提供一种利用魔芋飞粉制备胶黏剂及制备方法。
背景技术
作为四大材料(钢材、水泥、木材、塑料)之一的木材是唯一可再生和循环利用的绿色材料和生物资源，其加工能耗小，对环境的负荷小，是一种真正环保材料。人造板工业是木材应用最多的领域，它的发展离不开胶粘剂和胶接技术，胶粘剂已成为决定人造板工业发展水平的一个关键环节。胶粘剂在人造板工业中的应用，有效地提高了木材的综合利用率，如制成的层积材、指接材、重组木等克服了木材自身的各向异性与变形的缺陷，使木材更有效地发挥了其特点，并使劣材优用，小材大用。为此，胶粘剂和胶接技术在人造板工业领域中的地位就显得更为重要。随着石油资源的不断减少、石油价格日益上涨及人们环保意识的日益增强，木材及木制品需求量日益增加，胶粘剂用量也越来越大，因而开发新型环保、优质木材胶粘剂具有很好的市场价值。
胶粘剂绿色化是最大限度地利用天然可再生高分子资源开发高性能木材胶粘剂，尽可能摆脱对有害石化原料的依赖，并替代有害的醛类树脂胶粘剂，使胶粘剂行业步入环保、可持续发展时代，制备环境友好材料，达到合成树脂具备的胶接性能，完全消除甲醛带来的危害，最终实现胶粘剂的环保性和可持续发展。
现在，胶粘剂的生产主要是利用合成高分子原料以及天然高分子淀粉、纤维素、桃胶等来生产。作为胶合板和蜂窝板粘结剂一般采用脲醛树脂、酚醛树脂等合成高分子，存在极大的污染，甲醛等更成为影响环境的公害，虽然采用诸多的方法降低甲醛的含量，但是污染还是难以克服。
针对上述问题，目前，已经有采用天然高分子原料如蛋白质、淀粉制备粘合剂的报道，采用魔芋制备胶黏剂见专利文件CN200310103508.6。所述的粘结剂以魔芋精粉和/或魔芋飞粉为原料，该原料经化学双改性及物理共混处理制成涂料的半成品，其中所述的剂组分及含量如下：以重量份数计，魔芋精粉5-40，魔芋飞粉30-200，石灰乳0-60，氢氧化钠0-30，邻苯二甲酸二丁酯0-20，硅酸钠0-30，过氧化氢0.1-3，消泡剂0.1-3，聚醋酸乙烯乳液0-30。这种技术方案中，虽然克服了上述技术问题，但是所用魔芋精粉成本较高。
魔芋为天南星科魔芋属(AmorphophallusBlume)植物，其加工产物为魔芋精粉。魔芋精粉的主要功能成分魔芋葡甘聚糖是由葡萄糖和甘露糖以糖苷键聚合而成的高分子多糖，具有独特的流变学性质和优良的保健功能，已成为重要的食品添加剂和保健食品原料，同时，在医药、化工、环保、石油钻探、建材等方面也有重要用途。魔芋飞粉是在魔芋精粉生产过程中产生的极轻且极细的副产品，价格低，而产量较大。但长期以来，对魔芋飞粉的研究极少，仅有干燥剂、种子喷涂剂、制酒等方面的报道，实际应用的则更少。魔芋飞粉中碳水化合物约为50％，大部分是淀粉和魔芋葡甘露聚糖，蛋白质15％左右。
通过本发明，提供一种利用魔芋飞粉制备胶黏剂及制备方法。本发明是以单一的魔芋飞粉为主要原料，采用氧化、接枝、共混、交联复合变性方法，制备了耐水性无醛基木材胶粘剂，能满足II类木材胶性能要求。与上述的发明相比，没有使用魔芋精粉，生产成本大大降低，同时克服了现有产品耐水性差、粘接力弱和生产技术存在的不足。
发明内容
本发明的目的是以魔芋飞粉为原料，采用氧化、接枝、共混、交联复合变性方法，制备耐水性无醛基木材胶粘剂，能满足II类木材胶性能要求。与现有技术相比，没有使用魔芋精粉，仅仅使用魔芋飞粉，生产成本大大降低，同时克服了现有产品耐水性差、粘接力弱和生产技术存在的不足。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种魔芋胶黏剂，包括魔芋飞粉，其特征在于，以重量份数计，魔芋飞粉为20-400，水为20-400，硫酸亚铁为0.01-0.2，过氧化氢为0.4-16.7，过硫酸铵为0.14-3.6，丙烯酰胺为0.6-12，苯甲酸钠为0.05-1，聚乙烯醇为0.7-14.4，乙二醛为0.1-2.3，聚氨酯为8.4-170。
优选的，所述的魔芋胶黏剂，包括魔芋飞粉400kg，水400kg，硫酸亚铁0.08-0.2kg，过氧化氢8-15L，过硫酸铵0.8-3.6kg，丙烯酰胺12kg，苯甲酸钠1kg，聚乙烯醇120kg，乙二醛2L，聚氨酯189.4-191.1kg。
优选的，所述聚乙烯醇的质量分数为12％。
所述胶黏剂不含甲醛，且完全能够达到LYY1601-2002标准要求。
最好，所述胶黏剂用于II类木材。
本发明还涉及一种配置所述的魔芋胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：1)将魔芋飞粉分散于水中，加入硫酸亚铁溶液，待分散均匀后加过氧化氢，在48℃条件下氧化1-4小时，2)在氧化结束后加入过硫酸铵，在50℃下保温0.5小时，3)采用氢氧化钠溶液调节体系pH值至6.0-6.5，4)缓慢加入丙烯酰胺，反应1小时，5)再加入过硫酸铵，反应5-20min后加入防腐剂苯甲酸钠，并升温至60℃反应0.5-3.0小时，然后降温至50℃，6)调节溶液pH至3.5左右，加入聚乙烯醇溶液，50℃条件下共混1小时，7)调节pH至6.0左右，加入乙二醛，保持体系温度在45-50℃之间，反应1小时，8)降温调节pH至7.5-8.0，9)现场配胶时在上述胶体溶液添加聚氨酯，混合均匀。
优选的，所述魔芋胶黏剂的制备方法，步骤3)所述的氢氧化钠溶液浓度为10％。
优选的，所述魔芋胶黏剂的制备方法，步骤4)所述的丙烯酰胺先在水中溶解后再加入反应。
优选的，所述魔芋胶黏剂的制备方法，步骤9)所述的聚氨酯按照所述胶体溶液质量的20％添加。
本发明的积极效果在于：
使用魔芋飞粉，经化学氧化、接枝、共混、交联复合变性过程制备，生产成本大大降低，同时克服了现有产品耐水性差、粘接力弱和生产技术存在的不足。
具体实施方式
实施例1：
1)将魔芋飞粉氧化处理：具体为将400kg魔芋飞粉分散于400kg自来水中，加入硫酸亚铁溶液0.08kg，分散均匀后加入双氧水15L，在48℃条件下氧化4小时；
2)氧化结束后加入过硫酸铵1.6kg，在50℃下保温0.5小时；
3)采用10％浓度的氢氧化钠溶液调节体系pH值至6.0-6.5；
4)缓慢加入12kg(加入80kg水溶解后)丙烯酰胺，反应1小时；
5)再次加入过硫酸铵2.0kg，反应5-20min后加入防腐剂苯甲酸钠1kg，并升温至60℃反应3.0小时，然后降温至50℃；
6)调节溶液pH至3.5左右，加入120kg聚乙烯醇溶液(质量分数为12％)，50℃条件下共混1小时；
7)调节pH至6.0左右，加入乙二醛2L，保持体系温度在45-50℃之间，反应1小时；
8)降温调节pH至7.5-8.0；
9)现场配胶时按照上述胶体溶液质量的20％添加聚氨酯，混合均匀。
实施例2：
1)将魔芋飞粉氧化处理：具体为将400kg魔芋飞粉分散于400kg自来水中，加入硫酸亚铁溶液0.2kg，分散均匀后加入双氧水8L，在48℃条件下氧化1小时；
2)氧化结束后加入过硫酸铵0.8kg，在50℃下保温0.5小时；
3)采用10％浓度的氢氧化钠溶液调节体系pH值至6.0-6.5；
4)缓慢加入12kg(加入80kg水溶解后)丙烯酰胺，反应1小时；
5)再次加入过硫酸铵2.0kg，反应5min后加入防腐剂苯甲酸钠1kg，并升温至60℃反应0.5-3.0小时，然后降温至50℃；
6)调节溶液pH至3.5左右，加入120kg聚乙烯醇溶液(质量分数为12％)，50℃条件下共混1小时；
7)调节pH至6.0左右，加入乙二醛2L，保持体系温度在45-50℃之间，反应1小时；
8)降温调节pH至7.5-8.0；
9)现场配胶时按照上述胶体溶液质量的20％添加聚氨酯，混合均匀。
实施例3：
1)将魔芋飞粉氧化处理：具体为将400kg魔芋飞粉分散于400kg自来水中，加入硫酸亚铁溶液0.12kg，分散均匀后加入双氧水10L，在48℃条件下氧化2.5小时；
2)氧化结束后加入过硫酸铵1.2kg，在50℃下保温0.5小时；
3)采用10％浓度的氢氧化钠溶液调节体系pH值至6.0～6.5；
4)缓慢加入12kg(加入80kg水溶解后)丙烯酰胺，反应1小时；
5)再次加入过硫酸铵2.0kg，反应10min后加入防腐剂苯甲酸钠1kg，并升温至60℃反应2.0小时，然后降温至50℃
6)调节溶液pH至3.5左右，加入120kg聚乙烯醇溶液(质量分数为12％)，50℃条件下共混1小时；
7)调节pH至6.0左右，加入乙二醛2L，保持体系温度在45～50℃之间，反应1小时；
8)降温调节pH至7.5～8.0；
9)现场配胶时按照上述胶体溶液质量的20％添加聚氨酯，混合均匀。
Claims (6)
1.一种魔芋胶黏剂，包括魔芋飞粉，其特征在于，以重量份数计，魔芋飞粉为20-400，水为20-400，硫酸亚铁为0.01-0.2，过氧化氢为0.4-16.7，过硫酸铵为0.14-3.6，丙烯酰胺为0.6-12，苯甲酸钠为0.05-1，聚乙烯醇为0.7-14.4，乙二醛为0.1-2.3，聚氨酯为8.4-170。
2.权利要求1所述的魔芋胶黏剂，其特征在于，所述聚乙烯醇为聚乙烯醇溶液，其质量分数为12％。
3.一种配制如权利要求1-2中任一项所述的魔芋胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将魔芋飞粉分散于水中，加入硫酸亚铁溶液，待分散均匀后加过氧化氢，在48℃条件下氧化1-4小时，2)在氧化结束后加入过硫酸铵，在50℃下保温0.5小时，3)采用氢氧化钠溶液调节体系pH值至6.0-6.5，4)缓慢加入丙烯酰胺，反应1小时，5)再加入过硫酸铵，反应5-20min后加入防腐剂苯甲酸钠，并升温至60℃反应0.5-3.0小时，然后降温至50℃，6)调节溶液pH至3.5左右，加入聚乙烯醇溶液，50℃条件下共混1小时，7)调节pH至6.0左右，加入乙二醛，保持体系温度在45-50℃之间，反应1小时，8)降温调节pH至7.5-8.0，9)现场配胶时在上述胶体溶液添加聚氨酯，混合均匀。
4.根据权利要求3所述的魔芋胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤3)所述的氢氧化钠溶液浓度为10％。
5.根据权利要求3所述的魔芋胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤4)所述的丙烯酰胺先在水中溶解后再加入反应。
6.根据权利要求3所述的魔芋胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤9)所述的聚氨酯按照所述胶体溶液质量的20％添加。
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