CN1056401C - 木工用淀粉粘合剂 - Google Patents

Abstract

本发明以红薯淀粉为主要原料，在一定温度下，经过氧化、糊化、络合，粘接强度改性，抗凝胶处理、制得粘稠度适中，适合木工使用的粘合剂。它可代替皮(骨)胶，白乳胶(聚醋酸乙烯乳液)，广泛应用于粘接各种木材，初粘性能好，粘接强度大；它粘接木材时，粘接强度与白乳胶相当，而价格只有白乳胶的四分之一；它生产工艺不复杂，无环境污染；它无毒无气味，使用方便，是一种质优价廉的木工粘合剂，它主要用于粘接木材，但还可以粘接建筑用的玻璃马赛克，粘贴啤酒瓶标签等，它的推广应用前景十分广阔。

Description

本发明属于粘合剂类。

木工用粘合剂，自古以来我国主要使用皮(骨)胶。由于它使用前需要临时熬制，费工费时，且夏季有异味，冬季易凝胶，使用起来很不方便，但由于它价格便宜，目前农村许多地方仍然在使用。八十年代，我国开始生产聚醋酸乙烯乳液(白乳胶)，由于它粘接强度大，使用方便，应用范围广，很快在全国得到推广。但是由于它价格较高，耐低温性能差，使它的普遍应用受到了一定的限制。

淀粉粘合剂使用历史悠久。由于它无毒性，制备工艺简单，原料来源丰富，成本低廉，广为人们所使用。但是它粘接强度低，贮存时间短，故此都是用于粘接纸制品和布纤维。

能否在淀粉粘合剂中加入一些物质加以改性用于粘接木材？早在1954年，美国专利(U.S.P2680078)就介绍了一种以淀粉为主要原料，用于粘接木材的粘合剂。该发明的不足在于：①粘接强度小，粘接木材干燥后不能达到破木的要求。②无流动性，使用不方便，初粘力差。③贮存期短，加盖密封后也只能放置一个多月就开始凝胶了。

基于以上种种原因，本发明的目的是克服上述现有技术中的不足，提供一种效果良好，可广泛应用的木工用淀粉粘合剂。它粘接力强，干燥后可以达到破木的要求；它流动性好，可以用刷子涂刷，它贮存稳定性好，贮存三年后仍有很大的流动性，且粘接强度不变；它无毒无气味，初粘力大，干燥快，使用方便，原料易得，价格便宜，是一种质优价廉的木工用粘合剂。

本发明可以通过以下措施来实现：在反应釜中，通过搅拌机，按照一定顺序，依次加入水、淀粉、氧化剂、糊化剂、络合剂、粘接强度改进剂，抗凝胶剂等，在常温下反应8个小时即得本发明产品。

本发明中的淀粉主要是指植物的根块淀粉，如红薯淀粉，土豆淀粉或木薯淀粉等。因为这些淀粉分子中的支链较多，水溶性好，糊化后粘度大，初粘力好，粘接力强。

本发明中的粘接强度改进剂是指氯丁胶乳液和聚醋酸乙烯乳液。纯红薯淀粉粘合剂的粘度大，初粘力好，粘接效果不错，但粘接木材还是远远不够的，它不能达到破木的要求，而且贮存期短，易凝胶。把有机高分子乳液与红薯淀粉粘合剂共混，达到改性的目的，收到了较好的效果。常用的高分子树脂乳液有：丙烯酸乳液、苯丙乳液、氯丁胶乳液、天然橡胶乳液、环氧树脂乳液、聚氨酯乳液、聚醋酸乙烯乳液等。根据共混后粘合剂的粘接强度、稳定性，成本、原料来源，有无毒性，综合考虑的结果，分别实验、采用正交法、优选处理，最后确定为氯丁胶乳液和聚醋酸乙烯乳液。这两种高分子乳液分子规正，内聚力大，粘接强度大，分子链节与淀粉粘合剂链节比较相似，相溶性好，共混后稳定性好，性质可以相互补充，使淀粉粘合剂的粘接强度有较大的改进。

本发明中的氧化剂是指过氧化氢，也可以用高锰酸钾，或次氯酸钠等。KMnO₄氧化能力强，用量少，还原产物具有浅棕色，氧化程度易控制；NaClO溶液成本低，原料来源丰富，使用方便，H₂O₂性能稳定，无色，价格适中。

本发明中的糊化剂是指烧碱，也可以用加热糊化的方法。糊化可使淀粉分子润胀，水化、变成可流动的粘稠状液体，它的粘性可以把两个被粘物吸附在一起，增加了淀粉粘合剂的初粘性能，从而达到最佳粘接强度。

本发明中的络合剂是指硼砂。硼砂可与淀粉分子相互络合，络合后的淀粉粘合剂的粘接强度更大了。但是硼砂的使用量必须严格控制。使用量小了起不到作用，使用量大了，会使淀粉凝胶，只有在一个很小的范围内才有最佳效果。

本发明中的抗凝胶剂是指尿素。淀粉粘合剂最大的缺点是易凝胶，这是因为在淀粉粘合剂分子中存在有许多羟基，这些羟基相互亲和力比较大，存放的时间长了，这些羟基会慢慢靠的更近而导致凝胶。要想淀粉粘合剂不凝胶，就必须加入能与淀粉粘合剂中的羟基相互作用的物质，例如尿素。尿素分子中的氧和氮原子的电负性比较大，它们可与淀粉粘合剂分子中的羟基相互作用而阻止凝胶现象的发生。

木工用淀粉强力粘合剂的配方(重量百分比)如下：

淀粉              10～30

氧化剂            1～10

糊化剂            5～15

碳酸氢钠          0.1～5

硼砂              1～5

粘接强度改进剂    1～10

抗凝胶剂          0.1～5

水                20～50

工艺过程：

取水加入碳酸氢钠和氧化剂，搅拌使安全溶解，加入淀粉，搅拌氧化30分钟左右，冬季温度低，氧化的时间长些，夏季温度高，氧化的时间短些。加入糊化剂，糊化一个小时左右，冬季糊化的时间长些，夏季糊化的时间短些。一般说来，当调动呈拉丝状时，停止糊化，加入硼砂络合，加入粘接强度改进剂改性，加入抗凝胶剂，搅拌30分钟反应8个小时，测粘度，达到要求后包装、密封、备用。

技术指标：

外  观：质地均匀，浅棕色粘稠状液体。

固含量：55％

粘  度：8.4Pa·S

剪切强度：6.6MPa

贮存期：＞1年。

实施例1.

配方(重量百分比)：

红薯淀粉                25

H₂O₂(30％)            5

NaOH                    10

NaHCO₃                 2

硼砂                    2

氯丁胶乳液              5

聚醋酸乙烯乳液          5

尿素                    3

水                      43

工艺过程

取水加入NaHCO₃和H₂O₂，搅拌使完全溶解，加入红薯淀粉，搅拌均匀，氧化30分钟左右，加入NaOH溶液，糊化一个小时左右，加入硼砂络合，加入尿素，氯丁胶乳液，聚醋聚乙烯乳液，搅30拌分钟，反应8个小时，测粘度，达到要求后包装、密封、备用。

实施例2：

配方(重量百分比)：

红薯淀粉                 30

H₂O₂(30％)             8

NaOH                     8

NaHCO₃                  1

硼砂                     1

尿素                     2

氯丁胶乳液               2

聚醋酸乙烯乳液           5

水                       43

工艺过程

取水加入红薯淀粉，搅拌均匀，加入NaHCO₃和H₂O₂，搅拌均匀，氧化30分钟左右，加入NaOH溶液糊化一个小时，加入硼砂络合，加入尿素，氯丁胶乳液，聚醋聚乙烯乳液，搅拌30分钟，反应8个小时，测粘度，达到要求后包装、密封、备用。

Claims (5)

1一种木工用淀粉粘合剂，以淀粉为主要原料，按重量百分比计，其组成如下：

淀粉                10-30

氧化剂              1-10

糊化剂              5-15

碳酸氢钠            0.1-5

硼砂                1-5

粘接强度改进剂      1-10

抗凝胶剂            0.1-5

水                 20-50

其中，粘接强度改进剂是氯丁胶乳液和聚醋酸乙烯乳液，抗凝胶剂是尿素。

2.根据权利要求1的淀粉粘合剂，其中的淀粉是指红薯淀粉，或土豆淀粉，或木薯淀粉。

3.根据权利要求1的淀粉粘合剂，其中的氧化剂是指过氧化氢，或次氯酸钠，或高锰酸钾。

4.根据权利要求1的淀粉粘合剂，其中的糊化剂是指氢氧化钠。

5.根据权利要求1的淀粉粘合剂，其中氯丁胶乳液和聚醋酸乙烯乳液的比例分别为淀粉粘合剂总量的百分之五。