CN104962231A - 一种胶黏剂及其应用于粘合木质纤维素复合材料的方法 - Google Patents

Abstract

一种胶黏剂及其应用于粘合木质纤维素复合材料的方法，胶黏剂包括氯氧镁化合物、乙烯基聚合物和蛋白质类材料三种组分，胶黏剂应用于粘合木质纤维素复合材料的方法包括提供胶黏剂、涂覆于木质纤维素基材、固化三个步骤。木质纤维素复合材料包括木质纤维素基材以及固化木质纤维素基材、含有氯氧镁化合物、乙烯基聚合物和蛋白质类材料的胶黏剂。本发明的水溶性胶黏剂，对人类健康及环境无不良影响，生产材料时无需在表面进行额外的涂层或涂料进行防火处理，简化产品的工艺流程，减少产品的生产成本；提升了材料的耐火性。本发明中得到的木质纤维素复合材料可同时保证木质纤维复合材料的耐火和防水性，应用广泛。

Description

一种胶黏剂及其应用于粘合木质纤维素复合材料的方法

技术领域

本发明涉及一种胶粘材料及其应用方法，特别是一种包含氯氧镁化合物、乙烯基聚合物和蛋白质材料的胶黏剂以及使用这些胶黏剂材料形成耐火、防水的胶粘材料的方法。

背景技术

木质纤维素复合材料由纤维素细料粘结而成。通常，木材或其他的木质纤维素原料被加工处理后，产生贴面板、木条、纤维和碎片等，然后将胶黏剂添加到木质纤维素原料中，最后将产物加热加压形成木质纤维素复合材料。

定向刨花板（OSB）、平行胶合板（PSL）、层叠胶合板（LSL）和软木胶合板（SWPW）通常使用被称为酚醛树脂的热固性苯酚甲醛（PF）或间苯二酚甲醛（PRF）的胶黏剂进行粘结。这种甲醛基胶黏剂具有良好的防水性能。通常，刨花板（PB），中密度纤维板（MDF），硬质纤维板及硬木胶合板（HWPW）等都是用尿素甲醛进行粘结的。由于以上胶黏剂中富含甲醛，其长期排放对人类健康及环境造成了不良的影响，北美胶合板产业已经转向使用环保型的大豆基胶黏剂或聚醋酸乙烯酯（PVAC）作为替代胶黏剂。

通常用于粘合木质纤维素材料的胶黏剂并不具有非常强的防火性能，它很容易随着纤维物一起燃烧。多种表面涂层及涂料被应用于材料表面，以提高木质纤维复合材料的防火性能。然而，用涂层或涂料进行处理的方式，不仅使产品生产的工艺流程复杂化，同时也大大增加了产品的生产成本。此外，这些耐火材料的涂层和涂料容易破裂和剥落，从而降低材料的耐火性能。众所周知，氯氧镁化合物是性能优越的防火材料涂层，但其耐水性较差，与水接触时间较长会导致水泥颗粒之间的粘结性能下降。这些缺点明显限制了氯氧镁化合物在木质纤维复合材料中的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种胶黏剂及其应用于粘合木质纤维素复合材料的方法，要解决传统甲醛基胶黏剂中富含甲醛，其长期排放对人类健康及环境造成了不良的影响的技术问题；并解决用涂层或涂料进行防火处理，不仅使产品生产的工艺流程复杂化，同时也大大增加了产品的生产成本的技术问题，还解决了这些耐火材料的涂层和涂料容易破裂和剥落，降低材料的耐火性能技术的问题，解决了传统的胶黏剂材料无法同时保证木质纤维复合材料的耐火和防水性能的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种胶黏剂，为水溶性胶黏剂，其特征在于，包括如下组分：氯氧镁化合物、乙烯基聚合物和蛋白质类材料。

所述氯氧镁化合物中MgO和MgCl₂的摩尔比在1:1和30:1之间。

所述乙烯基聚合物是聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯或醋酸乙烯-乙烯共聚乳液，或聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液中两种以上的混合物。

所述蛋白质类材料是从大豆、小麦、玉米、棉花、油菜籽、花生或藻类物质中提取得到。

一种胶黏剂应用于粘合木质纤维素复合材料的方法，包括如下步骤：

步骤一，提供一种含有氯氧镁化合物、乙烯基聚合物和蛋白质类材料的水溶性胶黏剂；

步骤二，将此种水溶性胶黏剂剂涂覆于木质纤维素基材上；

步骤三，待水溶性胶黏剂固化后，木质纤维素基材形成木质纤维素复合材料。

所述水溶性胶黏剂的质量浓度为1%～25%，质量浓度为除去溶剂后的水溶性胶黏剂的重量除以木质纤维素基材的总重量。

所述水溶性胶黏剂固化需要施加的压力为10psi～1000psi。

所述水溶性胶黏剂固化需要的温度为50℃～250℃。

所述木质纤维素基材是木质浆、木屑、木块、木条、木片、圆木片或木包板。

一种木质纤维素复合材料，包括木质纤维素基材以及用于固化木质纤维素基材、含有氯氧镁化合物、乙烯基聚合物和蛋白质类材料的胶黏剂。

所述木质纤维素复合材料用于硬木胶合板、软木胶合板、刨花板、中密度纤维板、定向刨花板、华夫板、纤维板、平行胶合板、刨片层积材或硬木贴面产品。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明为组分包含氯氧镁化合物、乙烯基聚合物和蛋白质类材料的水溶性胶黏剂，摒弃了传统用于粘合木质纤维素复合材料的甲醛基胶黏剂，对人类健康及环境无不良影响；本发明胶黏剂应用于粘合木质纤维素复合材料的方法中，无需在材料表面进行额外的涂层或涂料进行防火处理，简化产品的工艺流程，减少产品的生产成本；本发明中木质纤维素复合材料的生产方法使用了含有氯氧镁的材料，提升了材料的耐火性；本发明中得到的木质纤维素复合材料可同时保证木质纤维复合材料的耐火和防水性，应用广泛。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

    图1是干/湿自动粘结评价体系（ABES）中氯氧镁化合物的强度的数据。

图2是干/湿自动粘结评价体系（ABES）中，氯氧镁胶黏剂与典型的粘结树脂应用在木质纤维素材料中的粘接强度对比。 

图3是实施例用于生产木质纤维素复合材料的流程图。

图4A是使用木片或其它木质纤维素原料生产木质纤维素复合材料的一种方法步骤，其中，胶黏剂材料作为存在于木片或其它木质纤维素原料相对光滑表面的一个薄层。

图4B是使用木屑片或条状木质纤维素原料生产木质纤维素复合材料的一种方法步骤。其中，胶黏剂材料喷涂于木屑片或条状木质纤维素原料表面。

具体实施方式

在下面的描述中，陈述了大量的细节以便更好的陈述本发明提出的观点，陈述的内容不是这些细节的全部。另一方面，本发明没有对众所周知的操作流程进行详细描述，以避免对描述内容进行不必要的模糊。当一些内容与特定的表现方式一起被提出时，并非对本发明的范围进行限定。

氯氧镁（MOC）水泥也可以被称为菱镁水泥或苏鲁水泥。氯氧镁水泥拥有一系列的良好性能，包括较低的热导性、抗磨损、高耐火性及较好的抗碎强度。此外，氯氧镁水泥能够与一系列的无机或有机材料有较好的粘结性，例如木质纤维素材料。在本文中，“木质纤维素材料”被定义为来源于干燥的植物物质。木质纤维素材料可能包含一种或多种碳水聚合物、纤维素和半纤维素、芳族聚合物、木质素，其中纤维素比例占25-55%，半纤维素比例在25-50%，木质素比例在15-40%。木质纤维素材料的例子包括但不限于来自于阔叶树或针叶树的木材、玉米芯、坚果壳、甘蔗渣、青草、稻草、竹子和可回收产品等。

氯氧镁水泥的主要粘结相为Mg(OH)₂, 5Mg(OH)₂-MgCl₂-8H₂O（也称为MOC-5粘结相）和3Mg(OH)₂-MgCl₂-8H₂O（也称为MOC-3粘结相）。MOC水泥的高防火性能源自于其粘结相中包含的大量的水，MOC-5和MOC-3中水的重量比分别为44%和49%。水分子与MOC水泥结构紧紧的连接在一起。加热到297℃时，粘结相中的水分子转换为水蒸气，转变过程中每磅水的转换需要约1000Btu的能量输入。因此，除非所有粘结相中的水都被释放，MOC水泥的加热温度不会再超过297℃。

本专利中“防火性”的定义与美国标准ASTM E119-12一致，指房屋建筑物和材料的着火点测定的标准方法，即以保持性能合格的时间作标准时间vs.温度曲线。分别有三种材料明确可以测试防火性能：承重材料、非承重材料及保护膜。 

对于承重材料，进行防火性能测试有三个条件。首先，测试样品在耐火性测试中需承受稳定的外加负荷，同时在测试要求的时间内保证火焰无法穿透或者阻止气流过热导致废棉能够燃烧。第二，测试样品在防火性能测试和水流冲击测试中需承受稳定的外加负荷，同时保证火焰无法穿透或者阻止气流过热以致废棉能够燃烧、或者冲击水流无法通过。如果在水流冲击测试的规定时间内，测试样品出现裂口并且喷射水流能够通过裂口到达背火面，该测试样品即为不合格产品。第三，对承重材料墙或隔板的热传导性能的防火性能测试中，背火面的温度不能超过初始温度250℉(139℃)以上。

非承重材料的耐火性也有三个条件。首先，测试样品在耐火性测试中需在测试要求的时间内保持火焰无法通过或者气流过热以致废棉能够燃烧。第二，测试样品在防火性能测试和水流冲击测试中需承受稳定的外加负荷，同时保证火焰无法通过或者阻止气流过热以致废棉能够燃烧、或者冲击水流无法通过。如果在水流冲击测试的规定时间内，测试样品出现裂口并且喷射水流能够通过裂口到背火面，该测试样品即为不合格产品。第三，在对墙或隔板的热传导性能的防火性能测试中，背火面的温度不能超过初始温度250℉(139℃)以上。

保护膜材料的耐火性能适用于下列条件。受保护的热电偶元件组平均升温不能超过初始温度250℉(139℃)以上，或者受保护的热电偶元件组中单个热电偶的升温不能超过初始温度的325℉(181℃)以上。

其中严重限制氯氧镁水泥应用于木质纤维素复合材料的一大缺陷为其较低的耐水性，与水接触将导致析出氯化镁并严重削弱水泥的结合力。但大部分木质纤维素复合材料需要有一定程度的耐水性，因此MOC不能单独应用于木质纤维素复合材料。本专利中对复合材料耐水性的定义为，能够通过表1中列出的必要的复合材料防潮性能测试标准：

聚乙烯是应用在木质纤维素原料上较好的胶黏剂，可以将Mg(OH)₂和MOC与其结合。聚乙烯能提高胶黏剂与基体的结合能力、保持或提高粘结产物中的水含量。但是聚乙烯的热塑性导致其难以产生较强的热粘结力。这些胶黏剂需要克服热压木质纤维素复合材料的内部蒸汽压力。此外，如果没有合适的交联组分，乙烯聚合物根本不能达到木质纤维素复合材料的耐久性要求。

本发明发现将蛋白质类材料添加入已经含有聚乙烯和氯氧镁的化合物形成的水基胶黏剂材料能提升水基胶黏剂材料的性能。在本发明中，“蛋白质类材料”定义为蛋白质含量超过10%的物质。淀粉基和蛋白质基胶黏剂已经应用于某些胶黏剂系统中。其它例子还有来自牛奶的酪蛋白和来自大豆提取油中的大豆蛋白。尽管这些蛋白质基的干燥强度性能良好（例如，没有聚乙烯和/或氯氧镁化合物的胶黏剂），但是这种胶黏剂的耐水性能较差 。

本发明发现，氯氧镁、乙烯聚合物和蛋白质类材料的不同组合都能与木质纤维素原料结合，并且木质纤维素复合材料拥有防火耐水性。在一些实例中，氯氧镁化合物MgO和MgCl₂的摩尔比可以在1:10到30:1的范围内，优选的可以在5:1到20:1的范围内，进一步优选的可以为10:1到15:1的范围内。

胶黏剂原料可以包含各种添加剂，如硫酸镁和含氨基、钙、铝、锌、钾等元素的可溶性磷酸盐。这些添加剂可以提升反应活性、耐水性及强度。硼砂、酸性催化剂和其它盐类等添加剂可以用来增强或延迟胶黏剂材料固化。

可以用作胶黏剂材料的乙烯聚合物包括但不限于聚醋酸乙酯（PVAc）、聚乙烯醇（PVOH）、醋酸乙烯酯（VAE）及由一系列共聚物和改性侧链形成的类似分子。

乙烯聚合物在胶黏剂材料中的干重（溶剂不计）约在1%到30%的范围内，优选的可以为5%到20%，进一步优选的可以为10%到15%之间。

在一些实例中，蛋白质类材料包括但不限于从大豆、谷类、小麦、玉米、油菜籽、花生和棉花等植物中提取出来的蛋白质。此外，蛋白质类材料还包括但不限于从海藻、鸡蛋牛奶和血液等从动物体中提取出来的蛋白质。蛋白质类材料在胶黏剂材料中的干重（溶剂不计）约在1%到75%的范围内，优选的可以为5%到50%，进一步优选的可以为10%到20%之间。

本专利中提到的胶黏剂材料可以用来粘结木质纤维素基材，如硬木胶合板、软木胶合板、刨花板、中密度纤维板、定向刨花板、华夫板、纤维板、平行胶合板、刨片层基板及硬木单板产品。木质纤维素基材和胶黏剂材料结合在一起被称为木质纤维素复合材料。

图3是实施例用于生产木质纤维素复合材料的流程图，施工过程为图中的300，首先在步骤一302中提供水溶性胶黏剂材料。胶黏剂材料在前文中已有例子。胶黏剂材料包括氯氧镁化合物、乙烯聚合物和蛋白质类材料。

步骤二304中，将胶黏剂材料应用于木质纤维素基材上。应用于木质纤维素基材上的水溶性粘结材料约占木质纤维素基材（溶剂不计）干重的1%-25%的质量比范围。木质纤维素基材可以是细木浆、木屑、木块、木条、木片、圆木片和木包板。

步骤三306中，固化水溶性胶黏剂材料。水溶性胶黏剂材料固化后形成木质纤维素复合材料。在一些实例中，水溶性胶黏剂材料的固化包含施加10～1000 psi的压力，进一步优选的可以为50～500psi的压力。压力的施加对象为两层木质纤维素基材，基材中间涂覆有胶黏剂材料。在一些实例中，水溶性胶黏剂材料的固化需在50～250 ℃的温度下进行，较高的固化温度可以加速固化的进行，但高温在一定程度上会消耗过多的能量，导致成本较高、得不偿失。此外，过高的温度会导致粘结材料某些成分的分解及不必要的副反应。

图4A阐明了使用薄木片或其它木质纤维素原料生产木质纤维素复合材料的方法的各个阶段，其中胶黏剂材料涂覆于薄木片或其它木质纤维素原料较光滑的一面。图4B阐明了使用木屑或其它条状木质纤维素原料生产木质纤维素复合材料的方法的各个阶段，其中，胶黏剂材料使用喷涂的方式涂覆于木屑或条状木质纤维素原料上。此外，本专利中的胶黏剂材料也可以作为表面涂层用于木质纤维素复合材料预成品上，以提升防火性能及此类复合材料的其它性能。

胶黏剂材料约占木质纤维素复合材料干重的1～25%，优选的可以为5～15%，进一步优选的可以为8～12%。胶黏剂材料的质量比超过25%时，由于其较高的水含量也会被带入胶黏剂材料混合物中，因此无法进行处理。木质纤维素复合材料固化前含有的水含量较高会明显延长加压时间和/或提升干燥工作量，这些从工艺的角度来看都是不合适的。

木质纤维素复合材料成品的水含量（水含量的定义为木质纤维素原料和胶黏剂材料混合物中所含水分总质量除以固化前混合物的总质量）在1～20%之间，优选的可以为3～15%之间，进一步优选的可以为7～12%之间。水含量在20%的产品就需要更长的加压时间和/或较高的干燥工作量。

本发明还提供了生产木质纤维素复合材料的方法。这种方法包含了提供含有氯氧镁化合物、乙烯聚合物和蛋白质类材料成分的水溶性胶黏剂材料。此方法同样包含将水溶性胶黏剂材料应用于木质纤维素基材的方式，根据复合材料与胶黏剂/木质纤维素原料固化成品的种类不同，应用方式包括辊涂机，喷搅拌机或剪切混合器。水溶性胶黏剂材料固化后生成木质纤维素复合材料。

固化过程中，水溶性胶黏剂材料和木质纤维素基材的混合物将被加压和/或加热。施加压力的范围在50～500psi之间，优选的可以为100～300psi，进一步优选的可以为125～200psi。固化温度范围在100～220℃之间，优选的可以为105～180℃，进一步优选的可以为110～150℃。施加压力和/或加热的时间应当足够使板材中心最需要紧密连接的部分的温度保持在100℃上至少一秒钟的时间。在一些实例中，木质纤维素复合材料的固化不需要进行额外加热（例如仅在室温下加压）。施加压力的范围在50～500psi之间，优选的可以为100～300psi，进一步优选的可以为125～200psi。此压力需持续1～48小时，优选的可以为8～24小时，进一步优选的可以为12～18小时。

此木质纤维素复合材料的生产方法使用了含有氯氧镁的材料，因此提升了防火性能。没有一种理论能够明确解释这个现象，但是人们都认为氯氧镁中结合的水分挥发需要吸收大量的热。此特性并不适用于其它木质纤维素材料的结合键分解，因为这些材料通常是有有机材料组成、并且和木质纤维素原料一样容易受热燃烧。

在一些实例中，会往胶黏剂材料（含氯氧镁化合物、乙烯聚合物和蛋白质材料）中添加有机酸来调整pH值以达到加速固化的目的。用于调节pH值的有机酸有酒石酸（L-(+)-酒石酸、D-(+)-酒石酸、外消旋酒石酸等）、水杨酸、柠檬酸、丁二酸、乳酸、反丁烯二酸、苯甲酸、癸酸、辛酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸，硬脂酸，异硬脂酸，顺丁烯二酸，羟基丁二酸，己二酸，已二烯酸，聚羧酸及类似物质。在一些实例中，使用到了酒石酸。

在一些实例中，胶黏剂材料（含氯氧镁化合物、乙烯聚合物和蛋白质类材料）中可以添加脂肪醇聚氧乙烯醚以增加粘着性从而提升可操作性并增强木板层之间的粘接强度。在一些实例中，可以用十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠或脂肪胺聚氧乙烯醚来替换肪醇聚氧乙烯醚

含氯氧镁化合物、乙烯聚合物和蛋白质类材料的胶黏剂材料，在准备过程中可以添加非离子表面活性剂作为乳化剂。非离子表面活性剂包括辛基酚聚氧乙烯醚及类似化合物、聚氧乙烯烷基醚（例如，聚氧乙烯十二烷基醚）、聚氧乙烯烷基酚醚（例如，辛基酚聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚）和聚山梨酯（如聚氧乙烯山梨醇酐月桂酸酯或聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯）、和/或相关的非离子表面活性剂。

在一些实例中，胶黏剂材料中可以添加一种或多种颜料，如锌钡白粉末。锌钡白粉末是硫酸钡和硫化锌的混合物。颜料可以让胶黏剂也就是复合材料成品拥有特定的颜色（例如发白的颜色）。颜料的种类包括铅白，氧化锌，硫化锌，碱式硫酸铅。其它如黄色颜料的种类有镉钡黄、铬酸锌、赭石、氧化铁黄和一氧化铅，红色颜料的种类有四氧化三铅、氧化铁、镉红，黑色颜料的种类有灯黑、炭黑、石墨和/或磁铁矿黑 。

在一些实例中，可以使用硫酸镁替代氯化镁以提供相似的防火性能。然而，含氧硫酸镁拥有优异的耐水性能。因此，对于耐水性能要求不高的复合材料，可以使用氯化镁。此外，也可以使用耐水性能良好的可溶性磷酸盐来代替氯化镁。然而，含氧硫酸镁以其增强耐水性能和良好的抗冻/融性而出名。

在一些实例中，可以向氧化镁化合物中添加少量氧化钙来提升性能，例如，0.5～3%的氧化钙，进一步优选的可以为0.5～2%之间，例如取1.5%。合适的氧化镁产品实例之一为OXYMAG（可从Premier Chemicals公司购得）。99.5%的OXYMAG可通过200目的筛网。OXYMAG中含有氧化钙添加剂。

使用小麦粉、玉米粉、棉花粉、油菜籽粉、花生粉、藻类蛋白、血液蛋白、乳蛋白和卵蛋白代替大豆粉、或与大豆粉结合使用也可实现本专利中描述的性能。磺酸基化合物可以从甲基萘磺酸、乙基磺酸、对甲苯磺酸、较好的甲基磺酸、甚至更好的乙烯基磺酸中选出。此外，也可以使用别的磺酸衍生物。

实例

各种水溶剂材料产品都需要进行检测，以确定复合材料成品的性能，如材料强度、耐水性和防火性。

ABES（自动粘结评价体系）样品准备/测试程序

木板样品选取枫木板采用abes冲压装置制成，成品尺寸为顺着木板纹理11.7厘米，垂直于纹路2厘米，厚度0.08厘米。待测胶黏剂涂覆于样品一侧，使整个重叠区域都涂覆有胶黏剂，通常湿重在3.8-4.2mg/cm²的范围内。此样品与第二片木板进行粘接（涂覆后15秒内完成粘接，以保证良好的性能），然后将样品放入abes单元中，粘接样品的重叠覆盖区域为0.5cm×2.0cm。所有的样品均在120℃、9.1kg/cm²压力下处理20分钟，另有说明的除外。所有的粘接成品随后可以在22℃、50%相对湿度的环境下风干24小时。

对于每一种组成成分的胶黏剂，都需要按照上述方法准备六个样品。在完成风干后，其中三个样品在干燥状态下放入abes中。记录下样品断裂时的最大强度，此强度即为样品干燥强度。剩下三个样品放入室温水中1小时，取出、擦干，在其湿润时放入abes中。记录下样品断裂时的最大强度，此强度即为样品湿润强度。对于每一种组成成分，记录的数值为三次测试的平均值，其标准偏差为误差线。

胶合板准备/测试程序

木板使用长12”、宽12”、厚1/6”的黄杨木或黄杉木。首先将待测胶黏剂涂覆于中间层木板的上侧，然后将上层木板按照木纹相互垂直的方向放置于中间层木板的上侧。此步骤对胶黏剂在空气中的放置时间没有严格要求。然后将胶黏剂涂覆于中间层木板的下侧，然后将底层木板按照木纹相互垂直的方向放置于中间层木板的下侧。通常胶黏剂用量为每层湿重为21.5-22.5mg/cm²。组装好的三层面板首先在22℃和100psi的环境下预压5分钟，然后再在115℃和150psi的环境下压5分钟。样品还需在26℃和30%相对湿度的环境下风干至少48小时，然后才可以进行测试。样品测试使用ANSI/HPVA HP-1-2004 4.6“三循环浸泡测试”

材料

氧化镁是马丁公司（Martin Marie Magnesia Specialites）的产品（罗利，北卡罗来纳州）。六水合氯化镁、对甲苯磺酸（p-TSA）和酒石酸（TA）是Sigma Aldric的产品（密尔沃基，威斯康辛州）。聚醋酸乙烯酯（PVAc）是Franklin International的产品（哥伦布，俄亥俄州）。大豆粉（5%的水含量）是Cargill Incorporated的产品（明尼阿波里斯市，明尼苏达州）。枫木板、黄杨木或黄杉木木板是由Columbia Forest Products公司提供（格林斯博罗，北卡罗来纳州）。

实例1

在此例中，共使用了16.2克六水合氯化镁溶解于29.9克去离子水中。此溶液中还添加了0.4克12.1%的对甲苯磺酸溶液和2.4克45.5%的酒石酸溶液。随后，添加了9.7克聚醋酸乙烯酯（固体含量55%）和32.1克氧化镁。在混合均匀的过程中，添加了9.4克大豆粉。整个混合过程搅拌30分钟直至混合均匀。化学品的添加顺序并不重要。此例中氧化镁和氯化镁的摩尔比为10:1。聚醋酸乙烯酯占配方固体总量的9.7%，大豆粉此比例为16.2%。此胶黏剂产品为组分A，是前文中使用ABES测试用到的胶黏剂。

为了强调此组成成分的新颖性，也配备了组分A不同的变异产品，其中去除了聚醋酸乙烯酯或大豆粉或者聚醋酸乙烯酯和大豆粉两种。另外，也对去除氯氧镁材料后的效果进行了测试。这些混合物产品都用来进行了上文中描述的ABES测试。

图1为5种不同配置的样品的ABES强度数据。其中110组（最右边的两组数据）是组分A（见上文）的结果。如上文描述，组分A中包含比例为10:1的氧化镁和氯化镁、聚醋酸乙烯酯和大豆粉。102组（最左边的两组数据）包含比例为10:1的氧化镁和氯化镁，没有添加任何聚醋酸乙烯酯和大豆粉。换言之，组分A去除掉聚醋酸乙烯酯和大豆粉后的结果就是第一组的结果。104组（从左侧数第二组数据）中包含比例为10:1的氧化镁和氯化镁和聚醋酸乙烯酯，但是没有添加大豆粉。换言之，组分A仅去掉大豆粉后的结果就是第二组的结果。106组（从左侧数第三组数据）中包含比例为10:1的氧化镁和氯化镁和大豆粉，但是没有添加聚醋酸乙烯酯。换言之，组分A仅去掉聚醋酸乙烯酯后的结果就是第三组的结果。最后，108组（从左侧数第四组数据）中包含聚醋酸乙烯酯和大豆粉，但是没有添加比例为10:1的氧化镁和氯化镁。换言之，组分A去掉比例为10:1的氧化镁和氯化镁后的结果就是第四组的结果。

从数据中可以清楚的发现，组分A（110组–第五组数据）的干/湿性能测试结果比其他组试样都要优越很多，尤其是湿润测试。除了聚醋酸乙烯酯和大豆粉的混合物（108组–第四组），其它组分的干燥强度（102组–第一组、104组–第二组、106组–第三组）都要低于组分A的干燥强度。所有组分的湿润强度都要显著低于组分A。事实上，102组–第一组和106组–第三组的湿润强度几乎不存在。

组分A中三种成分（氧化镁：氯化镁、聚醋酸乙烯酯和大豆粉）之间的协同作用相当出乎意料，尤其是湿润强度的结果。尽管没有任何理论解释这一现象，但我们认为是蛋白质类材料和乙烯基聚合物向组分提供了快速有效粘接木质纤维素原料的性能。随后，氯氧镁化合物形成一个几乎不溶于水的基体，以防止水渗透并破坏蛋白质、乙烯基聚合物和木质纤维素原料之间的粘结。很明显，缺少此三种成分中的一种都无法实现此协同效应。

图2是组分A（212组）和其它木质纤维素原料常用典型粘接剂（202–210组）的ABES强度数据。这些典型粘接剂包括脲甲醛树脂（202组）、大豆添加剂（204组）、酚醛树脂（206和208组）和聚醋酸乙烯酯（210组）。使用酚醛树脂，需要较高的固化温度以实现完全固化。因此，酚醛树脂的数据分为温度不同的两组，206组–120℃和208组–150℃。很明显，组分A的性能表现与其他常用木质纤维素粘接剂性能表现同等。

实例2

此例中，总重量为11.5克的六水合氯化镁溶解于32.3克去离子水中。其中还添加了0.4克12.1%的对甲苯磺酸溶液和2.4克45.5%酒石酸溶液。随后，添加了9.7克聚醋酸乙烯酯（固体含量55%）和34.2克氧化镁。在混合均匀的过程中，添加了9.4克大豆粉。整个混合过程搅拌30分钟直至混合均匀。此例中氧化镁和氯化镁的摩尔比为15:1。聚醋酸乙烯酯占配方固体总量的9.7%，大豆粉此比例为16.2%。

使用按照上文内容配置出来的胶黏剂生产胶合板。表2为胶合板按照ANSI/HPVA HP-1-2009标准进行三循环浸泡测试的结果。

结果显示随着氧化镁：氯化镁的摩尔比从10:1增加至15:1，三循环浸泡测试结果更优。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (11)

1.一种胶黏剂，为水溶性胶黏剂，其特征在于，包括如下组分：氯氧镁化合物、乙烯基聚合物和蛋白质类材料。

2.根据权利要求1所述的胶黏剂，其特征在于：所述氯氧镁化合物中MgO和MgCl₂的摩尔比在1:1和30:1之间。

3.根据权利要求1所述的胶黏剂，其特征在于：所述乙烯基聚合物是聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯或醋酸乙烯-乙烯共聚乳液，或聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液中两种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的胶黏剂，其特征在于：所述蛋白质类材料是从大豆、小麦、玉米、棉花、油菜籽、花生或藻类物质中提取得到。

5.一种胶黏剂应用于粘合木质纤维素复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，提供一种含有氯氧镁化合物、乙烯基聚合物和蛋白质类材料的水溶性胶黏剂；

步骤二，将此种水溶性胶黏剂剂涂覆于木质纤维素基材上；

步骤三，待水溶性胶黏剂固化后，木质纤维素基材形成木质纤维素复合材料。

6.根据权利要求5所述的胶黏剂应用于粘合木质纤维素复合材料的方法，其特征在于：所述水溶性胶黏剂的质量浓度为1%～25%，质量浓度为除去溶剂后的水溶性胶黏剂的重量除以木质纤维素基材的总重量。

7.根据权利要求5所述的胶黏剂应用于粘合木质纤维素复合材料的方法，其特征在于：

 所述水溶性胶黏剂固化需要施加的压力为10psi～1000psi。

8.根据权利要求5所述的胶黏剂应用于粘合木质纤维素复合材料的方法，其特征在于：

 所述水溶性胶黏剂固化需要的温度为50℃～250℃。

9.根据权利要求5所述的胶黏剂应用于粘合木质纤维素复合材料的方法，其特征在于：所述木质纤维素基材是木质浆、木屑、木块、木条、木片、圆木片或木包板。

10.一种木质纤维素复合材料，其特征在于：包括木质纤维素基材以及用于固化木质纤维素基材、含有氯氧镁化合物、乙烯基聚合物和蛋白质类材料的胶黏剂。

11.根据权利要求10所述的木质纤维素复合材料，其特征在于：所述木质纤维素复合材料用于硬木胶合板、软木胶合板、刨花板、中密度纤维板、定向刨花板、华夫板、纤维板、平行胶合板、刨片层积材或硬木贴面产品。