CN104449525A - 一种生物质基胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质基胶粘剂及其制备方法，该方法包括以下步骤：将生物质基多元醇、扩链剂、改性剂、增粘树脂均匀混合，经过干燥脱水，然后加入异氰酸酯、催化剂、调节剂，惰性气体气氛下，在30-60℃进行接触反应1-4小时。本发明使用可再生资源制备胶粘剂，使生物质基多元醇参加胶粘剂的固化反应，实现生物质成分对石油基反应物的替代，具有良好的环境与社会效益；另外，本发明生物质成分的加入可提高胶粘剂的热稳定性等性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物质基胶粘剂的制备方法，以及由该方法制备的生物质基胶粘剂。
背景技术
随着人们对环境危机和资源危机的认识不断深刻，生物质基胶粘剂的开发日益受到重视。木质素属于天然高分子化合物，是储量巨大而且可再生的有机资源，广泛存在于植物体内。由于木质素分子结构中具有羟基等多种官能团，经过开发后可以替代石油基化学品用于制备生物质基胶粘剂。
目前胶粘剂主要由石油基原料制备而成，并且部分胶粘剂的制备需使用苯类等有机溶剂，不但造成了大量的环境污染，而且由于石油资源的不可再生，石油基化工原料的供给也会日趋紧张，在这种背景下，生物质基胶粘剂的开发近年来成为了胶粘剂的主要发展趋势之一。本发明使用可再生资源制备胶粘剂，使生物质基多元醇参加胶粘剂的固化反应，实现生物质成分对石油基反应物的替代，具有良好的环境与社会效益；本发明的制备生物质基胶粘剂的过程中不需要使用挥发性溶剂，不会对环境造成污染；另外，本发明生物质成分的加入可提高胶粘剂的热稳定性等性能。
发明内容
本发明的一个目的是为了使用生物质资源替代石油基原料，提供一种生物质基胶粘剂的制备方法。
本发明的另一个目的是提供由所述方法制备的生物质基胶粘剂。
本发明提供了一种生物质基胶粘剂的制备方法，该方法包括以下步骤：将生物质基多元醇、扩链剂、改性剂、增粘树脂均匀混合，经过干燥脱水，然后加入异氰酸酯、催化剂、调节剂，惰性气体气氛下，在30-60℃进行接触反应1-4小时。
本发明还提供了一种生物质基胶粘剂，该生物质基胶粘剂由上述方法制得。
在本发明提供的所述方法中，可再生的生物质基多元醇具有较高的反应活性，可参加胶粘剂的固化反应，实现生物质成分对石油基反应物的替代，具有良好的环境与社会效益；本发明的制备生物质基胶粘剂的过程中不需要使用挥发性溶剂，不会对环境造成污染；另外，由于本发明生物质成分中含有大量苯环结构，其加入可提高胶粘剂的热稳定性等性能。
具体实施方式
本发明提供的所述生物质基胶粘剂的制备方法包括以下步骤：将生物质基多元醇、扩链剂、改性剂、增粘树脂均匀混合，经过干燥脱水，然后加入异氰酸酯、催化剂、调节剂，惰性气体气氛下，在30-60℃进行接触反应1-4小时。
根据本发明提供的所述方法，相对于100重量份的所述生物质基多元醇，所述扩链剂的加入量为1-15重量份，所述改性剂的加入量为20-50重量份，所述增粘树脂的加入量为10-30重量份，所述异氰酸酯的加入量为40-80重量份，所述催化剂的加入量为0.01-2重量份，所述调节剂的加入量为1-30重量份。
在本发明中，所述生物质基多元醇为碱木质素基多元醇、磺酸盐木质素基多元醇、酶解木质素基多元醇、溶剂法木质素基多元醇中的至少一种。
所述扩链剂为乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇中的至少一种。
所述改性剂为醋酸乙烯聚合物、丙烯酸聚合物、甲基丙烯酸聚合物中的至少一种。
所述增粘树脂为萜烯树酯、松香树酯、烃类树酯、聚苯乙烯类树酯中的至少一种。
所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、环烷酸钴中的至少一种。
所述调节剂为甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、2-甲基-2-丁醇中的一种或多种。
根据本发明提供的所述方法，所述扩链剂、改性剂、增粘树脂、异氰酸酯、催化剂、调节剂的加入量各自都可以在较大的范围内变动。优选情况下，相对于100重量份的所述生物质基多元醇，所述扩链剂的加入量为5-10重量份，所述改性剂的加入量为30-40重量份，所述增粘树脂的加入量为15-25重量份，所述异氰酸酯的加入量为50-70重量份，所述催化剂的加入量为0.1-1重量份，所述调节剂的加入量为10-20重量份。
当所述扩链剂、改性剂、增粘树脂、异氰酸酯、催化剂、调节剂均在上述数值范围内加入时，最终制备的生物质基胶粘剂具有较好的性能。
以下通过实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例用于说明本发明提供的所述生物质基胶粘剂及其制备方法。
将100重量份生物质基多元醇、10重量份扩链剂、30重量份改性剂、20重量份增粘树脂均匀混合，干燥脱水，然后加入60重量份异氰酸酯、0.1重量份催化剂、10重量份调节剂，氮气气氛下，在50℃进行接触反应3小时，得到生物质基胶粘剂A1。
其中，所述生物质基多元醇为酶解木质素基多元醇，所述扩链剂为丁二醇，所述改性剂为丙烯酸聚合物，所述增粘树脂为松香树酯，所述异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯，所述催化剂为辛酸亚锡，所述调节剂为异丙醇。
测试方法：
(1)使用旋转粘度测定仪测试粘度，根据样品粘度的大小，选择合适的转子和转速，将样品加热至指定温度，读出显示数字即为粘度值。
(2)参照GB/T12009.4-1989《多亚甲基多苯基异氰酸酯中异氰酸根含量测定方法》测定异氰酸根含量。
测得生物质基胶粘剂A1的粘度为28000mPa·s(140℃)，异氰酸根含量为1.4％。
实施例2
本实施例用于说明本发明提供的所述生物质基胶粘剂及其制备方法。
将100重量份生物质基多元醇、5重量份扩链剂、25重量份改性剂、15重量份增粘树脂均匀混合，干燥脱水，然后加入45重量份异氰酸酯、0.05重量份催化剂、5重量份调节剂，氮气气氛下，在40℃进行接触反应3.5小时，得到生物质基胶粘剂A2。
其中，所述生物质基多元醇为碱木质素基多元醇，所述扩链剂为乙二醇，所述改性剂为醋酸乙烯聚合物，所述增粘树脂为萜烯树酯，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡，所述调节剂为乙醇。
测得生物质基胶粘剂A2的粘度为23000mPa·s(140℃)，异氰酸根含量为1.2％。
实施例3
本实施例用于说明本发明提供的所述生物质基胶粘剂及其制备方法。
将100重量份生物质基多元醇、15重量份扩链剂、45重量份改性剂、30重量份增粘树脂均匀混合，干燥脱水，然后加入70重量份异氰酸酯、0.15重量份催化剂、25重量份调节剂，氮气气氛下，在60℃进行接触反应2小时，得到生物质基胶粘剂A3。
其中，所述生物质基多元醇为溶剂法木质素基多元醇，所述扩链剂为丙二醇，所述改性剂为甲基丙烯酸聚合物，所述增粘树脂为聚苯乙烯类树酯，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，所述催化剂为辛酸亚锡，所述调节剂为叔丁醇。
测得生物质基胶粘剂A3的粘度为34000mPa·s(140℃)，异氰酸根含量为1.7％。
从上述实施例中可以看出，根据本发明的方法，生物质基多元醇可以替代石油基多元醇用于制备生物质基胶粘剂。
以上具体实施方式仅用于描述本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (9)
1.一种生物质基胶粘剂的制备方法，该方法包括以下步骤：将生物质基多元醇、扩链剂、改性剂、增粘树脂均匀混合，经过干燥脱水，然后加入异氰酸酯、催化剂、调节剂，惰性气体气氛下，在30-60℃进行接触反应1-4小时。其中，相对于100重量份的所述生物质基多元醇，所述扩链剂的加入量为1-15重量份，所述改性剂的加入量为20-50重量份，所述增粘树脂的加入量为10-30重量份，所述异氰酸酯的加入量为40-80重量份，所述催化剂的加入量为0.01-2重量份，所述调节剂的加入量为1-30重量份。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述生物质基多元醇为碱木质素基多元醇、磺酸盐木质素基多元醇、酶解木质素基多元醇、溶剂法木质素基多元醇中的至少一种。
3.根据权利要求1中所述的方法，其中，所述扩链剂为乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇中的至少一种。
4.根据权利要求1中所述的方法，其中，所述改性剂为醋酸乙烯聚合物、丙烯酸聚合物、甲基丙烯酸聚合物中的至少一种。
5.根据权利要求1中所述的方法，其中，所述增粘树脂为萜烯树酯、松香树酯、烃类树酯、聚苯乙烯类树酯中的至少一种。
6.根据权利要求1中所述的方法，其中，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。
7.根据权利要求1中所述的方法，其中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、环烷酸钴中的至少一种。
8.根据权利要求1中所述的方法，其中，所述调节剂为甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、2-甲基-2-丁醇中的一种或多种。
9.一种生物质基胶粘剂，该生物质基胶粘剂由权利要求1-8中任意一项所述的方法制得。
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