CN105368346A - 一种环保型竹木加工用粘合剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型竹木加工用粘合剂，涉及粘合剂技术领域，该粘合剂由以下原料制成：去离子水、氧化淀粉、改性蛋白、竹碳粉、光触媒、防腐剂、交联剂、消泡剂、成膜助剂、甲醛清除剂。本发明具有极低的甲醛释放量，不仅安全环保，而且也具备良好的粘结性能。

Description

一种环保型竹木加工用粘合剂

技术领域

本发明涉及粘合剂技术领域，具体涉及一种环保型竹木加工用粘合剂。

背景技术

以合成高分子为基础物质的新型粘合剂—合成高分子胶，应用最广泛且最具有代表意义的是甲醛系粘合剂，包括脲醛树脂胶、酚醛树脂胶和三聚氰胺。其中脲醛树脂胶用量最大，占甲醛系粘合剂用量的80％左右，占竹木粘合剂总消耗量的60％。这类粘合剂以其分子量小、湿润性好、胶合强度高等优势得到迅速发展，很快取代了天然粘合剂，占领了木材粘合剂市场。脲醛树脂相比于酚醛树脂、三聚氰胺树脂的耐水性差，主要是由于脲醛树脂在固化后，结构中仍然存在亲水性的-CH2OH、-OH和易水解的-CONH-基团。目前国、内外的研究改性主要是通过加入改性剂共聚、共混，改变树脂的耐水性能。然而，甲醛系粘合剂具有致命的缺陷，由于其主要原料之一为甲醛，用其胶接木材加工产品在生产与使用过程不可避免地会释放出游离甲醛等有害气体，危害生产者和消费者的身体健康，长期生活在高浓度甲醛污染的环境中，会产生各种慢性疾病，严重的可致癌。当今，世界各国越来越重视环境质量，人们的环保意识不断增强；随着我国经济的高速增长，人民生活质量的普遍提高，对居住环境也越来越讲究，甲醛释放量受到极大关注。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供一种环保型竹木加工用粘合剂，该粘合剂具有极低的甲醛释放量，不仅安全环保，而且也具备良好的粘结性能。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种环保型竹木加工用粘合剂，由以下重量百分比的原料制成：氧化淀粉25～32％、改性蛋白15～20％、竹碳粉2～4％、光触媒1～3％、防腐剂0.2～0.6％、交联剂0.5～1.4％、消泡剂0.4～1.3％、成膜助剂0.1～0.4％、甲醛清除剂5～14％，余量为去离子水。

优选的，所述环保型竹木加工用粘合剂，由以下重量百分比的原料制成：氧化淀粉28％、改性蛋白18％、竹碳粉3％、光触媒2％、防腐剂0.4％、交联剂1.0％、消泡剂0.8％、成膜助剂0.3％、甲醛清除剂8％，余量为去离子水。

优选的，所述氧化淀粉的制备方法为：将淀粉放入反应釜中，加入去离子水，搅拌制成淀粉乳液，加入5％高锰酸钾，搅拌15min使之与淀粉乳液混合均匀，随后加入10％氢氧化钠，在充分搅拌条件下反应20～30min，制备出醛基质量含量为20～70％的氧化淀粉。

优选的，所述改性蛋白的制备方法为：将蛋白粉加去离子水水配置质量浓度为8～10％，加入NaOH溶液调节pH至8～12，然后在40～80℃水域中反应0.5～2h，制得改性蛋白。

优选的，所述防腐剂为异噻唑啉酮类杀菌防腐剂，所述交联剂为硫酸亚铁。

优选的，所述消泡剂为聚硅氧烷类水性消泡剂，所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯或二乙二醇二苯甲酸酯。

一种环保型竹木加工用粘合剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)按上述重量百分比称取各组分待用；

(2)将交联剂与去离子水配制成质量浓度为1％的交联剂溶液；

(3)在反应釜中加入步骤(2)配制的交联剂溶液，开机搅拌并加入氧化淀粉、改性蛋白、竹碳粉、光触媒和消泡剂，升温至85±5℃，保温溶解1～1.5小时，完全溶解后降温至40～50℃，制得粘合剂初液；

(4)在粘合剂初液中加入成膜助剂和甲醛清除剂，搅拌反应0.5～1小时后，降温至45℃，加入防腐剂，制得环保型竹木加工用粘合剂。

(三)有益效果

本发明提供了一种防腐蚀防潮竹木加工用粘合剂，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明原料淀粉和蛋白之间发生化学反应，产生牢固的化学键使粘合剂形成网状结构，使其更稳定，同时加上交联剂的作用，粘合剂的稳定性得到加强，这与其他的粘合剂主要以氢键和不稳定的化学键等作用作为粘合剂的主要粘合力是不同的。

(2)本发明中以氧化淀粉作为粘合剂的主要成分，既可以增强粘合力度，同时可以增强耐水防潮性能，这与通过加入疏水剂来增强耐水性能的粘合剂原理上不同，节省了成本，也实现了环保的目的，此外，氧化淀粉还有独特的防腐功能，这可以极大减少了防腐剂的添加量，节省了成本。

(3)本发明中加入一定量的甲醛清除剂、竹碳粉和光触媒，能够有效去除空气中的甲醛及有害的有机挥发物，降低对人体健康的危害。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本实施例环保型竹木加工用粘合剂，由以下重量百分比的原料制成：氧化淀粉25％、改性蛋白15％、竹碳粉2％、光触媒1％、异噻唑啉酮类杀菌防腐剂0.2％、硫酸亚铁0.5％、聚硅氧烷类水性消泡剂0.4％、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯0.1％、甲醛清除剂5％，余量为去离子水。

其中，氧化淀粉的制备方法为：将淀粉放入反应釜中，加入去离子水，搅拌制成淀粉乳液，加入5％高锰酸钾，搅拌15min使之与淀粉乳液混合均匀，随后加入10％氢氧化钠，在充分搅拌条件下反应20min，制备出醛基质量含量为20～70％的氧化淀粉；改性蛋白的制备方法为：将蛋白粉加去离子水水配置质量浓度为8％，加入NaOH溶液调节pH至8～12，然后在60℃水域中反应1h，制得改性蛋白.

环保型竹木加工用粘合剂制备方法，包括以下步骤：

(1)按上述重量百分比称取各组分待用；

(2)将硫酸亚铁与去离子水配制成质量浓度为1％的硫酸亚铁溶液；

(3)在反应釜中加入步骤(2)配制的硫酸亚铁溶液，开机搅拌并加入氧化淀粉、改性蛋白、竹碳粉、光触媒和聚硅氧烷类水性消泡剂，升温至85±5℃，保温溶解1小时，完全溶解后降温至40℃，制得粘合剂初液；

(4)在粘合剂初液中加入2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和甲醛清除剂，搅拌反应0.5～1小时后，降温至45℃，加入异噻唑啉酮类杀菌防腐剂，制得环保型竹木加工用粘合剂。

实施例2：

本实施例环保型竹木加工用粘合剂，由以下重量百分比的原料制成：氧化淀粉28％、改性蛋白18％、竹碳粉3％、光触媒2％、异噻唑啉酮类杀菌防腐剂0.4％、硫酸亚铁1.0％、聚硅氧烷类水性消泡剂0.8％、二乙二醇二苯甲酸酯0.3％、甲醛清除剂8％，余量为去离子水。

其中，氧化淀粉的制备方法为：将淀粉放入反应釜中，加入去离子水，搅拌制成淀粉乳液，加入5％高锰酸钾，搅拌15min使之与淀粉乳液混合均匀，随后加入10％氢氧化钠，在充分搅拌条件下反应25min，制备出醛基质量含量为20～70％的氧化淀粉；改性蛋白的制备方法为：将蛋白粉加去离子水水配置质量浓度为9％，加入NaOH溶液调节pH至10，然后在65℃水域中反应1h，制得改性蛋白.

环保型竹木加工用粘合剂制备方法，包括以下步骤：

(1)按上述重量百分比称取各组分待用；

(2)将硫酸亚铁与去离子水配制成质量浓度为1％的硫酸亚铁溶液；

(3)在反应釜中加入步骤(2)配制的硫酸亚铁溶液，开机搅拌并加入氧化淀粉、改性蛋白、竹碳粉、光触媒和聚硅氧烷类水性消泡剂，升温至85±5℃，保温溶解1小时，完全溶解后降温至45℃，制得粘合剂初液；

(4)在粘合剂初液中加入二乙二醇二苯甲酸酯和甲醛清除剂，搅拌反应1小时后，降温至45℃，加入异噻唑啉酮类杀菌防腐剂，制得环保型竹木加工用粘合剂。

实施例3：

本实施例环保型竹木加工用粘合剂，由以下重量百分比的原料制成：氧化淀粉32％、改性蛋白20％、竹碳粉4％、光触媒3％、异噻唑啉酮类杀菌防腐剂0.6％、硫酸亚铁1.4％、聚硅氧烷类水性消泡剂1.3％、二乙二醇二苯甲酸酯0.4％、甲醛清除剂14％，余量为去离子水。

其中，氧化淀粉的制备方法为：将淀粉放入反应釜中，加入去离子水，搅拌制成淀粉乳液，加入5％高锰酸钾，搅拌15min使之与淀粉乳液混合均匀，随后加入10％氢氧化钠，在充分搅拌条件下反应30min，制备出醛基质量含量为70％的氧化淀粉；改性蛋白的制备方法为：将蛋白粉加去离子水水配置质量浓度为9％，加入NaOH溶液调节pH至12，然后在65℃水域中反应2h，制得改性蛋白.

环保型竹木加工用粘合剂制备方法，包括以下步骤：

(1)按上述重量百分比称取各组分待用；

(2)将硫酸亚铁与去离子水配制成质量浓度为1％的硫酸亚铁溶液；

(3)在反应釜中加入步骤(2)配制的硫酸亚铁溶液，开机搅拌并加入氧化淀粉、改性蛋白、竹碳粉、光触媒和聚硅氧烷类水性消泡剂，升温至85±5℃，保温溶解1.5小时，完全溶解后降温至45℃，制得粘合剂初液；

(4)在粘合剂初液中加入二乙二醇二苯甲酸酯和甲醛清除剂，搅拌反应1小时后，降温至45℃，加入异噻唑啉酮类杀菌防腐剂，制得环保型竹木加工用粘合剂。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种环保型竹木加工用粘合剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：氧化淀粉25～32％、改性蛋白15～20％、竹碳粉2～4％、光触媒1～3％、防腐剂0.2～0.6％、交联剂0.5～1.4％、消泡剂0.4～1.3％、成膜助剂0.1～0.4％、甲醛清除剂5～14％，余量为去离子水。

2.根据权利要求1所述的环保型竹木加工用粘合剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：氧化淀粉28％、改性蛋白18％、竹碳粉3％、光触媒2％、防腐剂0.4％、交联剂1.0％、消泡剂0.8％、成膜助剂0.3％、甲醛清除剂8％，余量为去离子水。

3.根据权利要求1或2所述的环保型竹木加工用粘合剂，其特征在于，所述氧化淀粉的制备方法为：将淀粉放入反应釜中，加入去离子水，搅拌制成淀粉乳液，加入5％高锰酸钾，搅拌15min使之与淀粉乳液混合均匀，随后加入10％氢氧化钠，在充分搅拌条件下反应20～30min，制备出醛基质量含量为20～70％的氧化淀粉。

4.根据权利要求1或2所述的环保型竹木加工用粘合剂，其特征在于，所述改性蛋白的制备方法为：将蛋白粉加去离子水水配置质量浓度为8～10％，加入NaOH溶液调节pH至8～12，然后在40～80℃水域中反应0.5～2h，制得改性蛋白。

5.根据权利要求1或2所述的环保型竹木加工用粘合剂，其特征在于，所述防腐剂为异噻唑啉酮类杀菌防腐剂，所述交联剂为硫酸亚铁。

6.根据权利要求1或2所述的环保型竹木加工用粘合剂，其特征在于，所述消泡剂为聚硅氧烷类水性消泡剂，所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯或二乙二醇二苯甲酸酯。

7.根据权利要求1～6任一所述环保型竹木加工用粘合剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)按上述重量百分比称取各组分待用；

(2)将交联剂与去离子水配制成质量浓度为1％的交联剂溶液；

(3)在反应釜中加入步骤(2)配制的交联剂溶液，开机搅拌并加入氧化淀粉、改性蛋白、竹碳粉、光触媒和消泡剂，升温至85±5℃，保温溶解1～1.5小时，完全溶解后降温至40～50℃，制得粘合剂初液；

(4)在粘合剂初液中加入成膜助剂和甲醛清除剂，搅拌反应0.5～1小时后，降温至45℃，加入防腐剂，制得环保型竹木加工用粘合剂。