CN103725253B

CN103725253B - 人造板用酒糟基增强材料及用其配制的酒糟基无醛胶

Info

Publication number: CN103725253B
Application number: CN201410013650.XA
Authority: CN
Inventors: 赵晓斌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-01-13
Filing date: 2014-01-13
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2034-01-13
Also published as: CN103725253A

Abstract

本发明涉及一种人造板用酒糟基增强材料及用其配制的酒糟基无醛胶，其酒糟基增强材料由酒糟50～90wt％，无机材料10～35wt％，高分子耐水材料1～20wt％，经搅拌、熟化、粉碎得到的粉状物，所述酒糟为干全酒糟DDGS、干粗酒糟DDG、干酒糟可溶物DDS中的一种或几种；其酒糟基无醛胶是以酒糟基增强材料20～50wt％、添加剂0.1～5wt％，余量为水作原料，经搅拌混合制得的。本发明酒糟基增强材料配制的酒糟基无醛胶，真正实现了无甲醛释放的目的，克服了现有生物胶存在的原料成本高、易变质、耐水性差的缺陷，粘结强度和耐水性达到或超过现有脲醛胶、酚醛胶，可以用于制备各种类型的人造板。

Description

人造板用酒糟基增强材料及用其配制的酒糟基无醛胶

技术领域

本发明涉及一种人造板用酒糟基增强材料及用其配制的酒糟基无醛胶。

背景技术

人造板主要包括胶合板、刨花板、细木工板和纤维板四大类，除了胶合板中的建筑模板是利用酚醛胶压制而成的外，其余大都是利用脲醛胶或三聚氰胺改性脲醛胶压制成的。因此，人造板的污染主要是粘合剂释放的甲醛。为了彻底解决游离甲醛污染的问题，就必须研制开发低成本容易被消费者接受的新型绿色无醛粘合剂。目前国内外利用天然生物材料开发了生物制剂类无醛胶，如大豆生物胶、淀粉类生物胶等。但是大豆生物胶存在原材料价格贵，而且胶合强度低、耐水性差以及抗微生物降解能力低等缺点。虽然通过改性处理，其性能有所提高,但是同时也增加了生产成本。另外，大豆生物胶的黏稠度大，在人造板生产工艺中也存在一定的工艺适应性问题；淀粉类生物胶虽然价格低于大豆生物胶，但是耐水性差，不能适用于I、II、III类胶合板。

发明内容

本发明的第一个目的是：提供一种人造板用酒糟基增强材料，它的原料来源广泛，成本低，易保存，适合制备无醛胶。

实现本发明第一个目的的技术方案是：一种人造板用酒糟基增强材料，其特征在于，它是由酒糟、无机材料、高分子耐水材料经搅拌、熟化、粉碎得到的粉状物，上述各组分的重量百分含量如下：酒糟50～90％，无机材料10～35％，高分子耐水材料1～20％，上述各组分的重量百分含量之和为100％；

所述酒糟为干全酒糟DDGS、干粗酒糟DDG、干酒糟可溶物DDS中的一种或几种；

所述无机材料为钙化合物和/或硅酸盐，钙化合物与硅酸盐的重量比为1：0～4；

所述高分子耐水材料为聚异氰酸酯、封闭型聚异氰酸酯、环氧树脂中的一种或几种。

上述人造板用酒糟基增强材料的具体制备方法是：将配方量的酒糟、无机材料、高分子耐水材料混合搅拌0.5～1h，密封放置过夜进行熟化后，用常规气流粉碎设备进行粉碎，收集80～600目的粉状物即为人造板用酒糟基增强材料。

上述人造板用酒糟基增强材料中，所述无机材料中的钙化合物为碳酸钙、硫酸钙、氯化钙、氧化钙、氢氧化钙、磷酸钙、钙镁磷肥中的一种或几种，硅酸盐为硅酸钠和/或硅酸钾。

本发明的第二个目的是：提供一种符合环保要求的、成本低、耐水性好、粘结强度高的酒糟基无醛胶。

实现本发明第二个目的的技术方案是：一种用上述的人造板用酒糟基增强材料配制的酒糟基无醛胶，其特征在于，它是以人造板用酒糟基增强材料20～50wt％、添加剂0.1～5wt％，余量为水作原料，经搅拌混合制得的；所述添加剂为增稠剂、消泡剂、湿强剂、固化剂中的一种或几种。

上述酒糟基无醛胶中，作为所述添加剂的增稠剂为无机增稠剂、纤维素类增稠剂、天然高分子增稠剂及其衍生物、合成高分子增稠剂中的一种；作为所述添加剂的消泡剂为硅油类、聚醚类、高级醇、矿物油、植物油中的一种；作为所述添加剂的固化剂为有机胺、有机酸酐、含咪唑基化合物中的一种。

本发明的技术效果是：①本发明技术方案的人造板用酒糟基增强材料是采用酒糟为主要原料与适量无机材料和高分子耐水材料配合获得的。酒糟是粮食作物如玉米、大麦、高粱、红薯等发酵制备酒精后的副产物。例如，3吨玉米可以产出1吨酒精和1吨酒糟，而玉米干全酒糟DDGS中含有20～30%的粗蛋白，3～12%的粗脂肪，但目前仅限于作为生物蛋白饲料。而本发明意外发现酒糟内含有的生物蛋白、适量脂肪和纤维素与适量无机材料和高分子耐水材料配合可以获得用于制备无醛胶的酒糟基增强材料，用它配制的酒糟基无醛胶可以解决人造板释放甲醛的问题，酒糟基增强材料中所含无机材料和高分子耐水材料可使酒糟基无醛胶具有适宜粘度和耐水性；随着石油资源紧缺日益加重，利用玉米和麦等谷物发酵制备酒精已成为解决能源危机的一个重要途径，因此，酒糟副产物会逐渐增多，来源十分丰富能够满足工业化生产的需要；酒糟基增强材料便于保存，可以根据需要随时制备酒糟基无醛胶；②本发明技术方案的酒糟基无醛胶便于制备，而且用它可以采用现有工艺制备各类人造板，制得的人造板的粘结强度和耐水性均可达到或优于用现有酚醛胶和脲醛胶制得的人造板，而且无甲醛释放，是真正的绿色产品；解决了现有大豆胶、血胶原料成本高，容易变质，耐水性差等问题。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述，但不局限于此。

实施例所用原材料除另有说明外均为市售工业用品，可通过商业渠道购得。

实施例1制备人造板用酒糟基增强材料1～6

①配方

本发明人造板用酒糟基增强材料各组分的重量百分含量如下：酒糟50～90％，无机材料10～35％，高分子耐水材料1～20％，上述各组分的重量百分含量之和为100％；无机材料为钙化合物和/或硅酸盐，钙化合物与硅酸盐的重量比为1：0～4；具体配方见表1。

表1

注1：括号内数据为该组分在酒糟基增强材料中所占的重量百分数。

注2：干全酒糟DDGS、干粗酒糟DDG、干酒糟可溶物DDS均为玉米淀粉发酵制备酒精后的副产物，其质量符合GB/10647-2008的标准；聚异氰酸酯PHDI（牌号XL600，瑞典柏斯托公司产品），聚异氰酸酯PMDI（牌号44V20，德国拜耳公司产品）；环氧树脂（牌号5881A/B，广东中山化工厂产品）；其余均为市售工业品。

②制备工艺

将表1配方量的酒糟、无机材料、高分子耐水材料置于500升锥形机械混合设备内，混合搅拌0.5h，密封放置过夜进行熟化后，用常规气流粉碎设备进行粉碎，收集300目的粉状物，分别制得人造板用酒糟基增强材料1～6。

实施例2制备酒糟基无醛胶

本发明酒糟基无醛胶是以人造板用酒糟基增强材料20～50wt％、添加剂0.1～5wt％，余量为水作原料，经搅拌混合制得的；所述添加剂为增稠剂、消泡剂、湿强剂、固化剂中的一种或几种。

①制备酒糟基无醛胶1A～6A

分别称取35㎏实施例1制得的酒糟基增强材料1～6，分别加到64.9公斤水中，在涂料行业的剪切机中进行搅拌，以300转/分的速度搅拌1小时后，添加0.1㎏硅油类消泡剂（牌号FAG470，美国联碳公司产品），以100转/分的速度搅拌1小时后静置，即分别制得酒糟基无醛胶1A～6A

②制备酒糟基无醛胶7A～8A

分别称取35㎏实施例1制得的酒糟基增强材料2和6，分别加到59.9公斤水中，在涂料行业的剪切机中进行搅拌，以300转/分的速度搅拌1小时后，添加4.9㎏湿强剂聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂（牌号MS，淄博圣诺化工有限公司产品）和0.1㎏硅油类消泡剂（牌号FAG470，美国联碳公司产品），以100转/分的速度搅拌1小时后，静置，即分别制得酒糟基无醛胶7A和8A。

检测酒糟基无醛胶的性能

（一）制备检测用样板

用实施例2制得的酒糟基无醛胶1A～8A分别制备七层胶合板。

①原料

板材规格：横板1230×930mm，竖板930×615mm；酒糟基无醛胶为1A～8A各100㎏；

②具体制备方法如下：

将横板和竖板用4辊涂胶机双面涂胶，横板和竖板按横竖顺序交错排放，冷压45分钟后修补缺漏，再将其转移至热压机热压10分钟（温度为120℃，压力为100㎏）后，刮腻子，用砂纸打磨制得五合板。然后在五合板上、下两面涂胶后粘贴板材后，进行冷压，修补缺漏，再在上述相同条件下热压，制得七层胶合板。将所得七层胶合板锯成8.0cm×2.5cm的木条作为试件，供检测用。

（二）测定试件干剪切强度

将上述用酒糟基无醛胶2A、4A～8A制备的七层胶合板试件，常温下放置一周后，按照GB/T9846-2004方法检测干剪切强度，同时用常规脲醛胶和酚醛胶制得的七层胶合板进行比较。检测结果见表2。

（三）测定试件湿剪切强度

将上述用酒糟基无醛胶2A、4A～8A制备的七层胶合板试件，浸没在沸水中煮4h，然后将试件分开平放在(63士3)⁰C的空气对流干燥箱中干燥20h后，再次浸没在沸水中煮4h，取出后在室温下冷却10min,再按照GB/T9846-2004方法检测湿剪切强度；同时用常规脲醛胶和酚醛胶制得的七层胶合板进行比较。检测结果见表2。

表2

注：干剪切强度数值越高，表明胶粘剂的粘合能力越强；湿剪切强度数值越高，表明胶粘剂的耐水性越好。

由表2的检测结果可以看出：

①利用本发明酒糟基增强材料配制的酒糟基无醛胶，其干剪切强度高于脲醛胶，接

近或相当于酚醛胶，表明本发明酒糟基无醛胶与现有含醛胶相比具有相当的粘结强度；其湿剪切强度明显高于脲醛胶，与酚醛胶接近，表明本发明酒糟基无醛胶与现有含醛胶相比具有良好的耐水性；

②2A和7A采用相同的酒糟基增强材料2；6A和8A采用相同的酒糟基增强材料6，由于配制7A和8A时，所用添加剂含有湿强剂聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂，从干剪切强度和湿剪切强度数值可以看出，湿强剂聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂可以使7A和8A的粘结强度，特别是耐水性大大提高；

（四）测定试件耐水性

将上述用酒糟基无醛胶1A～8A制备的七层胶合板试件，分别放在常温水中浸泡1个月；放在70℃和放在100℃水中煮2小时后，用肉眼观察是否开胶，同时用常规脲醛胶和酚醛胶制得的七层胶合板进行比较。检测结果见表3。

表3

表3的检测结果可以看出，利用本发明酒糟基增强材料配制的酒糟基无醛胶的耐水性超过脲醛胶，与酚醛胶相当，可以实现无甲醛释放。

利用本发明酒糟基增强材料配制的酒糟基无醛胶按现有方法制备的中密度纤维板，经检测其内结合强度为0.70N/mm²,表面结合强度为0.8N/mm²,弹性模量为4000N/mm²,过程吸厚（24h）低于15%，均能满足国家中密度纤维板的标准要求。

利用本发明酒糟基增强材料配制的酒糟基无醛胶按现有方法制备的抽空刨花板，经检测其表面结合强度为0.8N/mm²,弹性模量为3500N/mm²,过程吸厚（24h）低于15%，均能满足国家抽空刨花板的标准要求。本发明利用玉米和麦等谷物发酵制备酒精的副产物酒糟获得了酒糟基增强材料及由它配制的酒糟基无醛胶，符合当前的环保要求，真正实现了无甲醛释放的目的，克服了现生物胶存在的原料成本高、易变质、耐水性差的缺陷，粘结强度和耐水性达到或超过现有脲醛胶、酚醛胶，可以用于制备各种类型的人造板。

Claims

1.一种人造板用酒糟基增强材料，其特征在于，它是由酒糟、无机材料、高分子耐水材料经搅拌、熟化、粉碎得到的粉状物，上述各组分的重量百分含量如下：酒糟50～90％，无机材料10～35％，高分子耐水材料1～20％，上述各组分的重量百分含量之和为100％；

所述高分子耐水材料为聚异氰酸酯、环氧树脂中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的人造板用酒糟基增强材料，其特征在于，具体制备方法是：将配方量的酒糟、无机材料、高分子耐水材料混合搅拌0.5～1h，密封放置过夜进行熟化后，用常规气流粉碎设备进行粉碎，收集80～600目的粉状物即为人造板用酒糟基增强材料。

3.根据权利要求1所述的人造板用酒糟基增强材料，其特征在于，所述无机材料中的钙化合物为碳酸钙、硫酸钙、氯化钙、氧化钙、氢氧化钙、磷酸钙、钙镁磷肥中的一种或几种，硅酸盐为硅酸钠和/或硅酸钾。

4.一种用权利要求1的人造板用酒糟基增强材料配制的酒糟基无醛胶，其特征在于，它是以人造板用酒糟基增强材料20～50wt％、添加剂0.1～5wt％，余量为水作原料，经搅拌混合制得的；所述添加剂为增稠剂、消泡剂、湿强剂、固化剂中的一种或几种。

5.根据权利要求4所述的酒糟基无醛胶，其特征在于，作为所述添加剂的增稠剂为无机增稠剂、天然高分子增稠剂及其衍生物、合成高分子增稠剂中的一种；作为所述添加剂的消泡剂为硅油类、聚醚类、高级醇、矿物油、植物油中的一种；作为所述添加剂的固化剂为有机胺、有机酸酐、含咪唑基化合物中的一种。