CN104531058A - 一种刨花板用无醛脱脂豆粉基胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刨花板用无醛脱脂豆粉基胶粘剂及其制备方法，产品主要由蛋白类物质70～90份、碱性化合物0.5～5份、乳化剂0.5～5份、高分子增强剂10～30份、偶联剂1～5份制备而成；制备方法具体包括分散、喷雾干燥、增强和偶联等步骤；本发明的优点在于：产品质量高，不含甲醛，主要原料来源于可再生物质，彻底解决了使用胶粘剂时甲醛污染的问题，又同时保证了胶粘剂的耐水性和胶合强度等实用性能；制备方法简单，且不需很长的固化时间，操作方便，生产效率高。

Description

一种刨花板用无醛脱脂豆粉基胶粘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种刨花板用胶粘剂，具体地说是一种刨花板用无醛脱脂豆粉基胶粘剂及其制备方法，属于刨花板用胶粘剂领域。

背景技术

本发明涉及一种刨花板用胶粘剂，具体地说是一种刨花板用无醛脱脂豆粉基胶粘剂及其制备方法，属于刨花板用胶粘剂领域。

发明内容

为了解决上述问题，本发明设计了一种刨花板用无醛脱脂豆粉基胶粘剂及其制备方法，产品不含甲醛，主要原料来源于可再生物质，彻底解决了使用胶粘剂时甲醛污染的问题，又同时保证了胶粘剂的耐水性和胶合强度等实用性能，产品质量高；制备方法简单，且不需很长的固化时间，操作方便，生产效率高。

本发明的技术方案为：

一种刨花板用无醛脱脂豆粉基胶粘剂，主要由以下重量份的原料制备而成：

蛋白类物质70～90份、碱性化合物0.5～5份、乳化剂0.5～5份、高分子增强剂10～30份，偶联剂1～5份。

优选地，蛋白类物质75～85份、碱性化合物1～3份，乳化剂1～3份、高分子增强剂15～25份，偶联剂1-3份。

其中，所述高分子增强剂为低密度聚乙烯。该增强剂可直接购买成品。它在本发明中的作用为：与大豆蛋白胶粘剂形成互穿网络结构，并且在偶联剂作用下一端可以与大豆蛋白胶粘剂结合，另一端渗透至木材空隙形成有效胶钉提高胶粘剂的干强度和耐水胶接性能，高温时具有流动性，并且无甲醛释放，环保，无防腐防酸碱性能的应用。

所述蛋白类物质为脱脂豆蛋白、豆粕蛋白、大豆粕蛋白或棉粕蛋白等；优选脱脂豆蛋白，且形态最好为粉状，即脱脂豆蛋白粉。所述蛋白类物质，尤其是脱脂豆蛋白粉，在本发明中的作用为：作为主要胶接成分。

所述碱性化合物为碳酸钠、氢氧化钠或氢氧化钾；优选为碳酸钠。碱性化合物，尤其是碳酸钠，在本发明中的作用为：使蛋白质变性暴露内部活性基团。

所述乳化剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、OP-10或聚丙烯酰胺；优选为聚乙烯醇。乳化剂在本发明中的作用为：使蛋白质分子和高分子增强剂分子分布更加均匀，增加胶粘剂高温流动性。

所述偶联剂为KH550、KH560、KH570或其他类型偶联剂，优选为KH550。

一种上述刨花板用无醛脱脂豆粉基胶粘剂的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）分散：按照上述重量配比称量各原料成分，然后使蛋白类物质、碱性化合物、乳化剂分散在分散介质中，得到混合物；

（2）喷雾干燥：将步骤（1）得到的混合物喷雾干燥为粉状；

（3）增强：将步骤（2）得到的粉状物加入高分子增强剂粉末搅拌均匀；

（4）偶联：使用时，喷入偶联剂。

其中，所述分散介质为去离子水，用量为400～700份，优选为400～500份。

所述步骤（1）中，将得到的混合物（包括碱性化合物、蛋白类物质、乳化剂、分散介质）在40～80℃下，优选40～60℃下，保温1～3小时。

本发明产品胶粘剂的施胶量为干纤维重量的12～20%。施胶过程为：首先将胶粘剂粉末与干燥后纤维混合均匀，后喷入占总重12-19%的水，以及胶粉重量的1%～3%的偶联剂，后组坯热压，热压温度170℃，热压时间80s/mm。

本发明提供的人造板用胶粘剂不含甲醛，主要原料来源于可再生物质，是一种环保型人造板用胶粘剂；彻底解决了使用胶粘剂时甲醛污染的问题，又同时保证了胶粘剂的耐水性和胶合强度等实用性能；同时和现有技术相比，各组分起到了很好地协同作用，使得效果增强；制备方法简单，且不需很长的固化时间，操作方便，生产效率高；整体上综合利用资源，节约生产成本，符合环境保护与可持续发展原则，具有良好的应用前景。

本发明的优点在于：

1）用蛋白类物质，尤其是脱脂大豆蛋白粉作为人造板用胶粘剂的原料，不含有游离甲醛，用于胶接人造板时不存在甲醛释放问题，彻底解决人造板带来的室内空气中的甲醛污染问题。

2）蛋白类物质作为一种可再生的资源，作为胶粘剂的主要原料，有助于解决常规人造板胶粘剂中使用合成化石原料的枯竭问题，符合环境保护与可持续发展原则。

3）得到的胶粘剂是利用蛋白类物质加工而成，有效的利用了大豆加工剩余物，综合利用资源，节约生产成本，提高了产品的附加值。

4）采用低密度聚乙烯为高分子增强剂，解决了普通豆蛋白胶粘剂干强度、耐水性差的问题，能够满足人造板用胶粘剂的耐水要求，保证了胶粘剂的胶合强度等实用性能；并且由本发明的胶粘剂制备得到的刨花板达到国标中II类板标准要求。

5）采用低密度聚乙烯高分子增强剂与偶联剂，其主要原料大豆蛋白粕来源于大豆榨油剩余物，有助于解决普通胶粘剂中使用合成化石原料的枯竭问题，符合环境保护与可持续发展原则。

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明中未提及的操作均为本领域的常规操作，

本发明所使用的：脱脂大豆蛋白粉购自山东香驰粮油有限公司，低密度聚乙烯购自北京博瑞昌盛商贸有限公司,硅烷偶联剂 KH550购自天津市辛盛杰科技有限公司。

本发明所用碳酸钠为粉末状。

本发明所使用的低密度聚乙烯，外观为白色粉末状固体。

本发明中所使用的其他物料均为可以从市场上购买得到的常规物料。

本发明中，单位“份”或“重量份”指千克、克等，可以视具体情况而定。

除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分数。

实施例1

1）按以下重量进行备料：

软化水                       430 kg

碳酸钠                       1 kg

聚乙烯醇                     1kg

脱脂大豆蛋白粉               85 kg

低密度聚乙烯                 15 kg；

KH550                        1Kg

2）在配有搅拌器、温度计和冷凝装置的反应釜中，将碳酸钠和脱脂大豆蛋白粉加入软化水后搅拌均匀；

3）将获得的碳酸钠、脱脂大豆蛋白粉和软化水的混合物加热至42～46℃，保温3小时；

4）将上步得到的混合物降温至35℃，得到均匀的豆蛋白粘液；喷雾干燥为粉末。

5）将低密度聚乙烯粉末与上步所得的豆蛋粉末混合均匀，制成人造板用豆蛋白胶粘剂。

得到的胶粘剂的性能质量指标见表1。

实施例2

1）按以下重量进行备料：

软化水                       460 kg

碳酸钠                       2 kg

聚乙烯醇                     2kg

脱脂大豆蛋白粉               80 kg

低密度聚乙烯                 20 kg；

KH550                        2Kg

2）在配有搅拌器、温度计和冷凝装置的反应釜中，将碳酸钠和脱脂大豆蛋白粉加入软化水后搅拌均匀；

3）将获得的碳酸钠、脱脂大豆蛋白粉和软化水的混合物加热至48～51℃，保温4小时；

4）将上步得到的混合物降温至40℃，得到均匀的豆蛋白粘液；喷雾干燥为粉末。

5）将低密度聚乙烯粉末与上步所得的豆蛋粉末混合均匀，制成人造板用豆蛋白胶粘剂。

得到的胶粘剂的性能质量指标见表1。

实施例3

1）按以下重量进行备料：

软化水                       460 kg

碳酸钠                       3 kg

聚乙烯醇                     2.5kg

脱脂大豆蛋白粉               75 kg

低密度聚乙烯                 25 kg；

KH550                        3Kg

2）在配有搅拌器、温度计和冷凝装置的反应釜中，将碳酸钠和脱脂大豆蛋白粉加入软化水后搅拌均匀；

3）将获得的碳酸钠、脱脂大豆蛋白粉和软化水的混合物加热至58～60℃，保温5小时；

4）将上步得到的混合物降温至45℃，得到均匀的豆蛋白粘液；喷雾干燥为粉末。

5）将低密度聚乙烯粉末与上步所得的豆蛋粉末混合均匀，制成人造板用豆蛋白胶粘剂。

得到的胶粘剂的性能质量指标见表1。

表1中，含水量 “%”为质量百分含量，pH值为配成质量分数为10%浓度溶液时pH。

表1：胶粘剂的性能质量指标

由表1可以看出：由实施例1～3得到的胶粘剂含水率低，pH值呈碱性，不含甲醛，可以贮存1.5年。

实验例

分别采用本发明实施例1～3和对照例1～3（采用实施例1～3中的豆蛋白粘液作为胶粘剂，即不加入高分子增强剂与偶联剂）的相应产品制造10mm（厚）×450（长）×450mm（宽）刨花板。

按以下工艺制备刨花板：

施胶：将干纤维与胶粉混合，施胶量为干纤维重量的12-20%，搅拌混合，喷入14-20%水和1%-3%KH550，组坯热压。

预压压力及时间：预压10分钟，压力1.0 MPa。

热压压力：1.1 MPa，热压温度为170～180℃，热压时间为80 s/mm。

按GB/T17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能实验方法》检测方法对生产的刨花板产品进行性能检测，检测结果见表2。

表2：胶接胶合板的甲醛释含量与胶合强度

  

国家规定的甲醛释放量，Ⅱ类胶合板标准：E0标准≤5mg/100g，此为环保最高标准；E1标准为5-9mg/100g；E2标准为9-30mg/100g。

实验结果表明，本发明无甲醛豆蛋白胶粘剂制造的刨花板，甲醛释放量都很低（而且为木材本体甲醛释放），远远低于国家规定甲醛释放量的环保最高标准的上限值；刨花板的内结合强度在0.8MPa以上，静曲强度在30MPa以上，吸水厚度膨胀在10%以下，达到国标中一等品标准（静曲强度≥23MPa，内结合强度≥0.65MPa，吸水厚度膨胀≤10%）；而不加入高分子增强剂，不能很好地胶合，会造成刨花板内结合强度不达标，吸水膨胀不合格。

本发明中所用原料均为本领域生产中常用原料，均可从市场中得到，且对于生产结果不会产生影响；本发明中所采用的各种设备，均为本领域生产工艺中使用的常规设备，且各设备的操作、参数等均按照常规操作进行，并无特别之处。

Claims (10)

1.一种刨花板用无醛脱脂豆粉基胶粘剂，其特征在于：主要由以下重量份的原料制备而成：

蛋白类物质70～90份、碱性化合物0.5～5份、乳化剂0.5～5份、高分子增强剂10～30份，偶联剂1～5份。

2.根据权利要求1所述的一种刨花板用无醛脱脂豆粉基胶粘剂，其特征在于：所述高分子增强剂为低密度聚乙烯。

3.根据权利要求1所述的一种刨花板用无醛脱脂豆粉基胶粘剂，其特征在于：所述蛋白类物质为脱脂豆蛋白、豆粕蛋白、大豆粕蛋白或棉粕蛋白。

4.根据权利要求1所述的一种刨花板用无醛脱脂豆粉基胶粘剂，其特征在于：所述碱性化合物为碳酸钠、氢氧化钠或氢氧化钾。

5.根据权利要求1所述的一种刨花板用无醛脱脂豆粉基胶粘剂，其特征在于：所述乳化剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、OP-10或聚丙烯酰胺。

6.根据权利要求1所述的一种刨花板用无醛脱脂豆粉基胶粘剂，其特征在于：所述偶联剂为KH550、KH560、KH570或其他类型 偶联剂。

7.根据权利要求1所述的一种刨花板用无醛脱脂豆粉基胶粘剂，其特征在于：所述胶粘剂的施胶量为干纤维重量的12～20%；施胶过程为：首先将胶粘剂粉末与干燥后纤维混合均匀，后喷入占总重12-19%的水，以及胶粉重量的1%～3%的偶联剂，后组坯热压，热压温度170℃，热压时间80s/mm。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的刨花板用无醛脱脂豆粉基胶粘剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

（1）分散：按照上述重量配比称量各原料成分，然后使蛋白类物质、碱性化合物、乳化剂分散在分散介质中，得到混合物；

（2）喷雾干燥：将步骤（1）得到的混合物喷雾干燥为粉状；

（3）增强：将步骤（2）得到的粉状物加入高分子增强剂粉末搅拌均匀；

（4）偶联：使用时，喷入偶联剂。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述分散介质为去离子水，用量为400～700份。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，将得到的混合物在40～80℃下，保温1～3小时。