CN104962219B - 一种水性零甲醛胶合板胶黏剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种水性零甲醛胶合板胶黏剂，所述胶黏剂包括以下原料组分及重量份：醋酸乙烯‑乙烯共聚乳液30~60份、聚醚型水性聚氨酯‑丙烯酸酯树脂20~50份、pH调节剂0.1~0.5份、压敏胶2~10份、填料10~30份、固化剂1~10份、增粘助剂0.5~2份、增稠剂0.5~2份和消泡剂0.1~1份。其从源头上杜绝了甲醛、有机溶剂的产生；而且本发明的胶黏剂可根据制板工艺任意调整粘度，储存稳定性好，粘接强度高，耐水性好，板材开放时间长，生产效率高，成本低，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及胶黏剂领域，具体公开了一种水性胶合板胶黏剂。
背景技术
随着世界经济飞速发展，木材工业在很多国家经济发展中起到越来越重要作用，国内木材随着建筑装饰和家具业的快速发展，需求量急剧增长，木材供应的缺口越来越突出。胶合板是家具常用材料之一，是一种人造板，常用的有三合板、五合板等。胶合板能提高木材利用率，是节约木材的一个主要途径。
现有技术中采用各种胶黏剂用于胶合板中以提高木材的利用率并改善胶合板的使用性能。如国内申请号为2013107493683的发明专利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；其具有粘结强度高、固化快、耐水性能好、制造简单、性能优良以及成本低廉的优势，而且其不含有有毒有害物质甲醛。但由于其固化速度快，造成实际的应用中板材开放时间短，给操作带来一定的麻烦。再如国内申请号为201410074081.X的发明专利公开了环保型木材用淀粉胶黏剂及其制备方法，其成本低，环境友好，储藏稳定性好，耐水性好及粘结强度高，但其粘度不易调整，影响使用性能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种水性零甲醛胶合板胶黏剂，用于克服现有技术中用于胶合板中的胶黏剂在实际应用过程中不易操作以及综合性能差的缺陷。
为了实现以上目的及其他目的，本发明是通过包括以下技术方案实现的：
一种水性零甲醛胶合板胶黏剂，所述胶黏剂包括以下原料组分及重量份：
优选地，醋酸乙烯-乙烯共聚乳液为40～50份。
优选地，聚醚型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂为25～30份。
优选地，pH调节剂为0.2～0.4份。
优选地，压敏胶为2～5份。
优选地，填料为10～24份。
优选地，固化剂为4～8份。
优选地，增粘助剂为0.5～2份。
优选地，增稠剂为0.4～1份。
优选地，消泡剂为0.2～0.3份。
优选地，所述醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的的固含量为45％-60％，黏度为3000-7000MPa·s。
所述醋酸乙烯-乙烯共聚乳液中的醋酸乙烯-乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为70-95％，所述醋酸乙烯-乙烯共聚物的玻璃化温度为27～40℃。本发明技术方案中采用的醋酸乙烯-乙烯共聚物其脆性大对板材硬度性能有明显提高。
优选地，聚醚型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂的数均分子量为10000～30000，黏度为3000～6000MPa·s。
更优选地，所述聚醚型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂为科天化工KTC701。此树脂在合成过程中任何原料均不含有甲醛，其具有压敏胶的初粘性，对胶合板开放时间提供优异性，而且具有极佳的耐水性及良好的粘结强度。
优选地，所述pH调节剂选自三羟甲基氨基甲烷、有机醇胺、甲基硅酸钾和氨水中的一种或多种。
优选地，所述压敏胶选自水性聚氨酯、聚丙烯酸酯和有机硅压敏胶中的一种或多种。
更优选地，所述有机硅压敏胶的固含量为45～55％。
优选地，所述填料选自重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、凹凸棒土、木质粉、羟乙基纤维素、乙基纤维素、氰乙基纤维素和山芋淀粉中的一种或多种。
优选地，所述固化剂为异氰酸酯类固化剂，所述异氰酸酯类固化剂选自MDI-50、HMDI、IPDI和HDI中的一种或多种。
优选地，所述增粘助剂选自聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺、羟丙基甲基纤维素和水性松香增粘乳液中的一种或多种。
更优选地，所述聚乙烯亚胺的数均分子量为3万以上。
优选地，所述水性松香增粘乳液的固含量为40％～50％，粘度为500～2000MPa·s。
所述水性松香增粘乳液的主要成分为松香甘油酯、松香和松香三甘醇。
优选地，所述增稠剂为水性聚氨酯缔合型增稠剂或水性碱溶胀丙烯酸增稠剂。
更优选地，所述水性聚氨酯缔合型增稠剂的型号为德谦1010。
更优选地，所述水性碱溶胀丙烯酸增稠剂的型号为海润TS2751或海明斯150。
优选地，所述消泡剂选自聚醚类改性有机硅、矿物油混合物和改性聚硅氧烷乳中的一种或多种。
更优选地，所述聚醚类改性消泡剂选自型号为Airex902W和A34中的一种或两种。
更优选地，所述矿物油混合物选自CF247和BYK-044中的一种或两种。
更优选地，所述改性聚硅氧烷乳选自DefomW-052和DefomW-0506中的一种或两种。
本发明还公开了一种制备如上述所述胶黏剂的方法，所述方法为先用pH调节剂将醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的pH调至7.0，再与聚醚型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂混合，接着加入压敏胶、填料、增粘助剂、增稠剂和消泡剂，最后加入固化剂混合。
本发明还公开了如上述所述的胶黏剂在胶合板领域的用途。
本发明采用水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂和醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液为基料，从源头上杜绝了甲醛、有机溶剂的产生，真正达到零甲醛的高标准；原料组分中采用高玻璃化温度的醋酸乙烯-乙烯共聚物，其在板材加热过程中水分迅速烘干，冷却至常温后，板材具有优异的硬度，避免弯曲、塌陷等现象，板材成型效果好；采用的聚醚型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂的分子结构呈网状，其与原料组分中其他组分相互配合不仅使得胶黏剂具有较高的粘接强度、优良的耐水耐溶剂性能，而且提高了胶黏剂的储存稳定性和板材开放时间，适合胶合板产业化生产。采用小分子水性热熔型压敏胶与其他组分相互配合，使得胶黏剂在常温下在胶合板表面保持湿粘性；异氰酸酯类固化剂与水性PUA树脂、压敏胶、VAE共聚乳液通过交联反应形成的胶黏剂常温保持湿粘性，为板材提供优异的开放时间，常温放置4h后仍有表干粘性。填料在胶合板中主要起到填充、降低成本增大胶黏剂固含量，防止胶层收缩减少内应力，提高耐老化等性能。其中重质碳酸钙可以辅助提高板材硬度，木质粉、凹凸棒土可以增加胶合板胶黏剂本身粘度，使胶料具有一定粘性，更利于木皮之间的粘结效果。
固化剂与水性聚氨酯树脂、压敏胶、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液发生交联反应，使胶黏剂常温保持湿粘性，对板材本身提供优异的开放时间，常温放置4h后仍有表干粘性，冷压过程中板材成型，在加热过程中与之发生交联反应，提高板材硬度、强度及耐水性。
增粘助剂如聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺可以提供优异的保水性，粘性强，对木皮开放时间提供辅助作用；水性松香乳液触粘性强，含有羟基可与固化剂发生交联反应，乳液本身水性、无毒、环保不含甲醛，起到锦上添花的作用。增稠剂提高胶料粘度，防止水性零甲醛胶黏剂粘度小，使配方体系中水分易往胶合板材表面渗入，对干燥、水煮性能造成影响。
综上，本发明中提供的上述水性零甲醛胶合板胶黏剂，即采用水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂和醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液为基料，从源头上杜绝了甲醛、有机溶剂的产生；而且本发明的胶黏剂可根据制板工艺任意调整粘度，储存稳定性好，粘接强度高，耐水性好，板材开放时间长，生产效率高，成本低，适合工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。应理解，实施例仅用于说明本发明，而非限制本发明的范围。
表1中为实施例1～7中各原料组分的配比，表中各原料组分的含量为重量份。
表1
其中：
实施例1中的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液为塞拉尼斯1496；聚醚型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂为科天化工KTC701；pH调节剂为广州印田化学YINTIAN-99，为有机醇胺；所述压敏胶选自无锡昌盛的FR-601，其固含量为50％，其为有机硅压敏胶；所述填料为重质碳酸钙；所述固化剂为MDI-50；所述增粘助剂为聚丙烯酰胺，其数均分子量为300万；所述增稠剂为海明斯150其为水性碱溶胀增稠剂；所述消泡剂为Airex902W。
实施例2中的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液为科莱恩化工DI-4900；聚醚型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂为科天化工KTC701；pH调节剂为海明斯MA-95，其为二甲基乙醇胺；所述压敏胶为中山陶氏不干胶，其固含量为55％，其为水性聚丙酸酯；所述填料为2500目滑石粉；所述固化剂为HMDI；所述增粘助剂为广西通轩松香乳液7050；所述增稠剂为德谦1010，为水性聚氨酯缔合型增稠剂；所述消泡剂为BYK-044。
实施例3中的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液为塞拉尼斯8481；聚醚型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂为科天化工KTC701；pH调节剂为海润甲基硅酸钾BS168；所述压敏胶为丹阳中彩压敏胶，其固含量为54％，其为水性聚丙烯酸酯；所述填料为乙基纤维素；所述固化剂为HDI；所述增粘助剂为广西通轩TSR-0065*50水性松香增粘乳液；所述增稠剂为海润TS2751水性碱溶胀丙烯酸增稠剂，；所述消泡剂为DefomW-0506。
实施例1～7中的胶黏剂由包括如下步骤的方法制备获得：为先用pH调节剂将醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的pH调至7.0，加入填料分散打浆至无明显小颗粒后，与聚醚型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂缓慢混合，接着加入压敏胶、、增粘助剂、增稠剂和消泡剂，最后按添加比例固化剂充分活化反应。
对实施例1～3中的胶黏剂采用GB/T 17657-2013人造板及饰面人造板理化性能试验方法和GB/T 5849-2006细木工板获得的性能参数如表2所示：
表2
| 胶合强度 | 甲醛释放量MDI：0.1 | 贮存期 | 浸渍剥离性能 | 板材开放时间 | |
| 实施例1 | 1.2MPa | N.D | 2个月 | ≤20mm | ＞4h |
| 实施例2 | 1.0MPa | N.D | 2个月 | ≤22mm | ＞4h |
| 实施例3 | 1.0MPa | N.D | 2个月 | ≤22mm | ＞4h |
由表2中获得得知：实施例1～3中的胶合板胶黏剂具有零甲醛释放，安全环保，粘接强度高，稳定性好，耐水性好，板材开放时间长，适合产业化生产的优点。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种水性零甲醛胶合板胶黏剂，其特征在于：所述胶黏剂包括以下原料组分及重量份：
所述醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的玻璃化温度为27～40℃，固含量为45％～60％；
所述压敏胶选自水性聚氨酯、聚丙烯酸酯和有机硅类压敏胶中的一种或多种，所述压敏胶的固含量为45～55％。
2.如权利要求1所述胶黏剂，其特征在于：所述填料选自重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、凹凸棒土、木质粉、羟乙基纤维素、乙基纤维素、氰乙基纤维素和山芋淀粉中的一种或多种。
3.如权利要求1所述胶黏剂，其特征在于：所述固化剂为异氰酸酯类固化剂，所述异氰酸酯类固化剂选自MDI-50、HMDI、IPDI和HDI中的一种或多种。
4.如权利要求1所述胶黏剂，其特征在于：所述增粘助剂选自聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺、羟丙基甲基纤维素和水性松香增粘乳液中的一种或多种。
5.如权利要求1所述胶黏剂，其特征在于：所述增稠剂为水性聚氨酯缔合型增稠剂或水性碱溶胀丙烯酸增稠剂。
6.如权利要求1所述胶黏剂，其特征在于：所述消泡剂选自聚醚类改性有机硅、矿物油混合物、改性聚硅氧烷乳液中的一种或多种。
7.一种制备如权利要求1～6任一所述胶黏剂的方法，所述方法为先用pH调节剂将醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的pH调至7.0，再与聚醚型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂混合，接着加入压敏胶、填料、增粘助剂、增稠剂和消泡剂，最后加入固化剂混合。
8.如权利要求1～6任一所述胶黏剂在胶合板领域的用途。
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