CN103773281A - 一种胶合板用无醛耐水胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胶合板用无醛耐水胶黏剂及其制备方法，该胶黏剂由聚乙烯醇、去离子水、硅溶胶、重质碳酸钙、淀粉、硼砂和乙二醇配制而成；制备方法为：在反应釜中加入去离子水和氧化过的聚乙烯醇，加热充分溶解；温度下降后，加入氧化过的淀粉和去离子水混匀；再加入pH值调节剂调节pH值；按配比加入硅溶胶、重质碳酸钙、硼砂以及去离子水，保温半小时后降温，加入乙二醇，最后加入粘性增强剂和防霉杀菌剂充分混匀；在65～70℃真空下脱水，过滤出料，用桶罐装，即得。现有胶黏剂含有甲醛，对人体产生极大的危害，本发明胶黏剂具有接强度高、固化快、耐水性能好，制造简单、性能优良以及成本低廉、原料来源广泛等优点，且不含任何有毒有害物质。

Description

一种胶合板用无醛耐水胶黏剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及粘合木材的粘合剂以及制造工艺领域，尤其涉及一种胶合板用无醛耐水胶黏剂及其制备方法。 

背景技术

胶黏剂，主要用在人造板和建材行业。由于近年来，甲醛的危害越来越受到重视，甲醛是一种无色易溶的刺激性气体，对人体有较大伤害。含有甲醛胶粘剂制作的木制品用于室内，甲醛释放期可长达15年。研究表明：长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病，引起鼻咽癌、结肠癌、脑瘤、月经紊乱、细胞核的基因突变，DNA单链内交连和DNA与蛋白质交连及抑制DNA损伤的修复、妊娠综合症，引起新生儿染色体异常、白血病，引起青少年记忆力和智力下降。在所有接触者中，儿童和孕妇对甲醛尤为敏感，危害也就更大。甲醛为较高毒性的物质，在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。 

市场上用于人造板胶粘剂主要的脲醛胶，酚醛胶和三聚氰胺-甲醛胶都必须以甲醛为主要原料之一。当前室内甲醛污染主要来自家具、装饰装潢等所用的甲醛基胶粘剂和涂料，且其甲醛释放期长达3-15年之久，严重影响了我们的健康生活。 

而如今研制一种无甲醛的胶黏剂是当今的趋势，现在市场上生物基无醛木材胶就是无甲醛的胶合板胶，虽然具有无醛、无毒、无害的优点，但其贮存性不稳定，粘度变化大，对环境温度敏感，高温极易发霉、腐败、变质、发臭；且粘接强度较低，耐水性差，缺陷也十分明显。 

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种胶合板用无醛耐水胶黏剂及其制备方法，解决现有胶黏剂粘接强度较低、耐水性差以及含有有害物质甲醛等问题，得到绿色环保的胶黏剂。 

本发明采用的技术方案如下： 

一种胶合板用无醛耐水胶黏剂，由聚乙烯醇、去离子水、硅溶胶、重质碳酸钙、淀粉、硼砂和乙二醇配制而成，其各组分的质量百分比为：聚乙烯醇12～16%、去离子水55～65%、硅溶胶 10～12%、重质碳酸钙7～9%、淀粉6～8%、硼砂0.07～0.1、乙二醇0.25～0.32%。

进一步地，该胶黏剂还包括 pH值调节剂，所述调节pH值调节剂为双氧水或氢氧化钠溶液的一种，其含量占淀粉质量的3％～4.5％。 

进一步地，还包括粘性增强剂0.05～0.07%和防霉杀菌剂0.03～0.05%。 

进一步地，该胶黏剂还包括用来氧化淀粉的次氯酸钠0.01～0.03%，用来氧化聚乙烯醇的过硫酸铵0.02～0.04%。 

制备权利要求1所述的一种胶合板用无醛耐水胶黏剂的方法，其特征在于包括以下步骤： 

 a）淀粉经过次氯酸钠氧化后备用，聚乙烯醇经过过硫酸铵氧化后备用；在反应釜中加入为总量90%的去离子水和氧化过的聚乙烯醇，升温至85～90℃使聚乙烯醇充分溶解；

b）待聚乙烯醇充分溶解后将温度降为45～55℃时，加入氧化过的淀粉和为总量5%的去离子水混匀；再加入pH值调节剂调节pH值到7.0～8.0，水浴加热升温至85～90℃，保温25～30min；

c）按配比加入硅溶胶 、重质碳酸钙、硼砂以及为总量5%的去离子水，保温半小时后降温，降至45～55℃加入乙二醇，最后加入粘性增强剂和防霉杀菌剂充分混匀，测定pH值为8.0～9.0；

d）每隔5min取样分析，直到样品加入水中出现浑浊时，再保温一段时间，至反应结束后，在65～70℃真空下脱水，过滤出料，用桶罐装，即得。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是： 

（1）经过次氯酸钠氧化的淀粉，经过硫酸铵氧化的聚乙烯醇,在碱性条件下将氧化淀粉与氧化聚乙烯醇进行改性,制备胶合板用的胶黏剂。加入相应比例淀粉的胶黏剂的综合性能好，具有粘接强度高、固化快的优点。

（2）制备方法简单，制备得到的胶黏剂不含任何有毒有害物质，特别是不含有甲醛；本发明胶黏剂各项性能指标完全可与“三醛胶”相媲美，并远远优于聚醋酸乙烯酯乳液和改性PVA木材胶，且本发明不含任何醛类、酚类及有机挥发物，故其环保性是“三醛胶”类胶黏剂不可比拟的。 

（3）原材料来源丰富、价格低廉；制成的胶粘剂无毒无味，对环境无污染;施胶方便，无需专门设备，一次性涂布量较低;其废旧制品可回收利用、并可自行降解；可调性好，可通过设计配方和不同的改性手段，制备出满足使用要求的胶黏剂。 

（4）用本胶水生产的无醛胶板材完全超过国家1类胶合板标准要求，耐水性能较好，沸水中不停煮沸也不会开胶。 

具体实施方式

实施例1 

本实施例1采用的技术方案为：

一种胶合板用无醛耐水胶黏剂，其由聚乙烯醇、去离子水、硅溶胶、重质碳酸钙、淀粉、硼砂和乙二醇配制而成，其各组分的质量百分比为：聚乙烯醇16%、去离子水60%、硅溶胶 10%、重质碳酸钙7%、淀粉6%、硼砂0.07%、乙二醇0.25%。采用的调节pH值调节剂为双氧水，其含量占淀粉质量的3％。

制备胶黏剂的方法，包括以下步骤： 

a）淀粉经过次0.01%氯酸钠氧化后备用，聚乙烯醇经过0.04%过硫酸铵氧化后备用；在反应釜中加入为总量90%的去离子水和氧化过的聚乙烯醇，升温至85℃使聚乙烯醇充分溶解；

b）待聚乙烯醇充分溶解后将温度降为45℃时，加入氧化过的淀粉和为总量5%的去离子水混匀；再加入pH值调节剂调节pH值到7.0～8.0，水浴加热升温至85℃，保温25min；

c）按配比加入硅溶胶 、重质碳酸钙、硼砂以及为总量5%的去离子水，保温半小时后降温，降至45℃加入乙二醇，最后加入0.05%粘性增强剂和0.03%，充分混匀，测定pH值为8.0～9.0；

d）每隔5min取样分析，直到样品加入水中出现浑浊时，再保温一段时间，至反应结束后，在65℃真空下脱水，过滤出料，用桶罐装，即得。

实施例2 

本实施例2采用的技术方案为：

一种胶合板用无醛耐水胶黏剂，其由聚乙烯醇、去离子水、硅溶胶、重质碳酸钙、淀粉、硼砂和乙二醇配制而成，其各组分的质量百分比为：聚乙烯醇14%、去离子水61%、硅溶胶10%、重质碳酸钙7%、淀粉6%、硼砂0.08%、乙二醇0.28%。采用的调节pH值调节剂为双氧水，其含量占淀粉质量的4.5％。

制备胶黏剂的方法，包括以下步骤： 

a）淀粉经过次0.03%氯酸钠氧化后备用，聚乙烯醇经过0.04%过硫酸铵氧化后备用；在反应釜中加入为总量90%的去离子水和氧化过的聚乙烯醇，升温至85℃使聚乙烯醇充分溶解；

b）待聚乙烯醇充分溶解后将温度降为55℃时，加入氧化过的淀粉和为总量5%的去离子水混匀；再加入pH值调节剂调节pH值到7.0～8.0，水浴加热升温至90℃，保温25min；

c）按配比加入硅溶胶 、重质碳酸钙、硼砂以及为总量5%的去离子水，保温半小时后降温，降至55℃加入乙二醇，最后加入0.06%粘性增强剂和0.04%，充分混匀，测定pH值为8.0～9.0；

d）每隔5min取样分析，直到样品加入水中出现浑浊时，再保温一段时间，至反应结束后，在70℃真空下脱水，过滤出料，用桶罐装，即得。

实施例3 

本实施例3采用的技术方案为：

一种胶合板用无醛耐水胶黏剂，其由聚乙烯醇、去离子水、硅溶胶、重质碳酸钙、淀粉、硼砂和乙二醇配制而成，其各组分的质量百分比为：聚乙烯醇12%、去离子水60%、硅溶胶12%、重质碳酸钙9%、淀粉6%、硼砂0.1%、乙二醇0.32%。采用的调节pH值调节剂为双氧水，其含量占淀粉质量的3％。

制备胶黏剂的方法，包括以下步骤： 

a）淀粉经过次0.03%氯酸钠氧化后备用，聚乙烯醇经过0.02%过硫酸铵氧化后备用；在反应釜中加入为总量90%的去离子水和氧化过的聚乙烯醇，升温至90℃使聚乙烯醇充分溶解；

b）待聚乙烯醇充分溶解后将温度降为45℃时，加入氧化过的淀粉和为总量5%的去离子水混匀；再加入pH值调节剂调节pH值到7.0～8.0，水浴加热升温至90℃，保温25min；

c）按配比加入硅溶胶 、重质碳酸钙、硼砂以及为总量5%的去离子水，保温半小时后降温，降至45℃加入乙二醇，最后加入0.07%粘性增强剂和0.05%，充分混匀，测定pH值为8.0～9.0；

d）每隔5min取样分析，直到样品加入水中出现浑浊时，再保温一段时间，至反应结束后，在70℃真空下脱水，过滤出料，用桶罐装，即得。

分别用上述实施例1～3得到的胶黏剂制作三层胶合板，板材选用桦木单板，其他板材本发明均适用：施胶量为250g/m??，热压温度110℃，热压时间7min，对生产的三层胶合板进行检测，根据GB/T 17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能实验方法》检测粘接强度和甲醛释放量等检测结果如表1所示。 

表1 实施例1～3胶合板用胶黏剂与对照组各项物理性能对比实验数据 

表中对照组为普通胶合板用胶黏剂，如脲醛胶；

经过查阅大量的资料和无数次的试验，发明人得到本发明的胶黏剂，其中各组分的重量配比是考虑到胶粘剂的耐水性、粘接强度、甲醛释放量和贮存时间、生产成本等各方面因素得到的较佳的范围值。实验表明本发明胶黏剂具有耐水性好、粘接高、无甲醛释放、贮存时间长的特点。替代脲醛胶用于人造板的生产，从根本上解决人造板行业存在的甲醛污染问题。

本发明还考察了聚乙烯醇的浓度、固含量等对胶黏剂干、湿态胶接强度的影响。通过对上述实施例做了相关实验，得到结果为:当固含量为28.57%、聚乙烯醇的浓度为14%时,以及淀粉的含量为7%,胶黏剂的综合性能相对较好。 

因此，本胶黏剂具有粘接强度高、固化快、制造简单、性能优良以及成本低廉、原料来源广泛等优点，且不含任何有毒有害物质。其各项性能指标完全可与“三醛胶”相媲美，且本发明不含任何醛类、酚类及有机挥发物，故其环保性是“三醛胶”类胶黏剂不可比拟的。 

再者，现有的胶黏剂不能达到本发明如下优点：原材料来源丰富、价格低廉;制成的胶粘剂无毒无味，不含甲醛、苯、甲苯、二甲苯、卤代氢等有毒有害物质，对环境无污染;其废旧制品可回收利用、可自行降解；本胶粘强度高，耐水性好，性能优异，达到绿色环保的标准。 

Claims (5)

1.一种胶合板用无醛耐水胶黏剂，其特征在于由聚乙烯醇、去离子水、硅溶胶、重质碳酸钙、淀粉、硼砂和乙二醇配制而成，其各组分的质量百分比为：聚乙烯醇12～16%、去离子水55～65%、硅溶胶 10～12%、重质碳酸钙7～9%、淀粉6～8%、硼砂0.07～0.1、乙二醇0.25～0.32%。

2.如权利要求1所述的一种胶合板用无醛耐水胶黏剂，其特征在于还包括 pH值调节剂，所述调节pH值调节剂为双氧水或氢氧化钠溶液的一种，其含量占淀粉质量的3％～4.5％。

3.如权利要求1所述的一种胶合板用无醛耐水胶黏剂，其特征在于还包括粘性增强剂0.05～0.07%和防霉杀菌剂0.03～0.05%。

4.如权利要求1所述的一种胶合板用无醛耐水胶黏剂，其特征在于还包括用来氧化淀粉的次氯酸钠0.01～0.03%，用来氧化聚乙烯醇的过硫酸铵0.02～0.04%。

5.制备权利要求1所述的一种胶合板用无醛耐水胶黏剂的方法，其特征在于包括以下步骤：

a）淀粉经过次氯酸钠氧化后备用，聚乙烯醇经过过硫酸铵氧化后备用；在反应釜中加入为总量90%的去离子水和氧化过的聚乙烯醇，升温至85～90℃使聚乙烯醇充分溶解；

b）待聚乙烯醇充分溶解后将温度降为45～55℃时，加入氧化过的淀粉和为总量5%的去离子水混匀；再加入pH值调节剂调节pH值到7.0～8.0，水浴加热升温至85～90℃，保温25～30min；

c）按配比加入硅溶胶 、重质碳酸钙、硼砂以及为总量5%的去离子水，保温半小时后降温，降至45～55℃加入乙二醇，最后加入粘性增强剂和防霉杀菌剂充分混匀，测定pH值为8.0～9.0；

d）每隔5min取样分析，直到样品加入水中出现浑浊时，再保温一段时间，至反应结束后，在65～70℃真空下脱水，过滤出料，用桶罐装，即得。