CN105694758A - 一种人造板用新型生物改性胶黏材料 - Google Patents

一种人造板用新型生物改性胶黏材料 Download PDF

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何在祥
吴坚
陈涛
陆海鹰
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    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J103/00—Adhesives based on starch, amylose or amylopectin or on their derivatives or degradation products
    • C09J103/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin

Abstract

本发明公开了一种人造板用新型生物改性胶黏材料，包括淀粉胶黏剂96％-97％和松香酯乳液3-4％，其中，松香酯乳液为松香乙酯乳液、松香甘油酯乳液、松香季戊四醇乳液和马来松香季戊四醇乳液中的至少一种，百分比为质量百分比。本发明人造板用新型生物改性胶黏材料，以淀粉和松香等天然可再生资源为原料，绿色、环保、无污染，且耐水性好、胶合性能好、稳定性好、制备工艺简单，制备成本低廉，可用于各种人造板的制备。

Description

一种人造板用新型生物改性胶黏材料
技术领域
本发明涉及一种人造板用新型生物改性胶黏材料，属于人造板材领域。
背景技术
木材用胶粘剂普遍使用的是甲醛系胶粘剂，其中大部分使用价格低廉的脲醛树脂。由此生产的木材制品，其最大的缺点是会释放出对人体有害的甲醛气体，危害人们的身体健康。为此，国家制定了强制性标准，限制木材制品的甲醛释放量。为达到标准要求，生产企业通过添加尿素、三聚氰胺等甲醛捕捉剂进行改性，经过改性虽能降低甲醛释放量，但影响了其胶合性能且又不能完全消除甲醛的释放。能否开发不含甲醛且使用成本又与脲醛树脂相近的木材用胶粘剂是近几年研究的重大课题。
目前也有关于淀粉胶黏剂的报道，但存在耐水性差、胶合性能差、稳定性差、制备工艺复杂，制备成本高等缺陷。
发明内容
为了解决现有技术中淀粉胶黏剂存在耐水性差、胶合性能差、稳定性差、制备工艺复杂，制备成本高等缺陷，本发明提供一种人造板用新型生物改性胶黏材料。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种人造板用新型生物改性胶黏材料，包括淀粉胶黏剂96％-97％和松香酯乳液3-4％，其中，松香酯乳液为松香乙酯乳液、松香甘油酯乳液、松香季戊四醇乳液和马来松香季戊四醇乳液中的至少一种，百分比为质量百分比。
本申请通过粉胶黏剂和松香酯乳液的复配使产品的粘合性能、耐水性和稳定性等都有了显著的提升。
为了进一步提高所得人造板用新型生物改性胶黏材料的质量，上述松香酯乳液的固含量为45-50％，百分比为质量百分比。
为了更进一步提高所得人造板用新型生物改性胶黏材料的质量，优选，松香酯乳液为松香甘油酯乳液、松香季戊四醇乳液和马来松香季戊四醇乳液质量比为1:3:3的混合物。
为了进一步提高人造板用新型生物改性胶黏材料的稳定性，同时保证粘合性等性能，优选，松香酯乳液的制备包括顺序相接的如下步骤：
A、将60％的乳化剂溶解到90-95℃的水中；
B、将松香酯与40％的乳化剂一起以60-65r/min的速度搅拌加热熔融，并以40-45滴/min的速度滴加步骤A所得的水；
C、待转相后将搅拌速度提升至900-1000r/min、并将剩余的水一起倒入，继续以900-1000r/min的速度搅拌1-2min，降温出料，即得。
为了进一步保证松香酯乳液的稳定性，优选，乳化剂由如下方法制备而得：将富马海松酸加热熔融，当温度升到230-235℃时，加入氧化镁，并分两批加入聚乙二醇20000和季戊四醇，升温到270-275℃，保持3.5-4h，减压抽真空，当温度降到90-95℃时，加入丁基对苯二酚和三氯氧磷，保温3.5-4h后出料，即得，其中，氧化镁的质量用量为富马海松酸质量的0.1％-0.2％，聚乙二醇20000的质量用量为富马海松酸质量的3-4倍，季戊四醇的质量用量为富马海松酸质量的9％-10％，丁基对苯二酚的质量用量为富马海松酸质量的0.7％-0.8％，三氯氧磷的质量用量为富马海松酸质量的5％-6％。
为了进一步提高所得产品的粘合性能，优选，淀粉胶黏剂的制备包括顺序相接的如下步骤：
(1)将淀粉加入水中，搅拌均匀后，在70-75℃下加热搅拌15-20min，其中，淀粉与水的质量比为1:(1-3)；
(2)将步骤(1)所得物料中加入高锰酸钾，并在70-75℃下加热搅拌反应40-45min，其中高锰酸钾的质量用量为淀粉质量的1-1.5％；
(3)将步骤(2)所得物料中加入己酸常温下反应30-35分钟，其中，己酸的质量用量为淀粉质量的20％-30％；
(4)将步骤(3)所得物料中加入加氢松香甘油酯和过氧化氢二异丙苯，常温搅拌25-30min后，即得。
为了进一步保证所得产品质量，进一步优选，步骤(1)中淀粉与水的质量比为1:(1-1.5)；步骤(3)中己酸的质量用量为淀粉质量的24％-26％。
本申请人造板用新型生物改性胶黏材料的使用方法参照现有脲醛树脂胶的使用。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明人造板用新型生物改性胶黏材料，以淀粉和松香等天然可再生资源为原料，绿色、环保、无污染，且耐水性好、胶合性能好、稳定性好、制备工艺简单，制备成本低廉，可用于各种人造板的制备。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
乳化剂的制备：将24g富马海松酸加热熔融，当温度升到230℃时，加入0.024g氧化镁，并分批多次加入80g聚乙二醇20000和2.2g季戊四醇，升温到270℃，保持3.5h，减压抽真空，当温度降到90℃时，分批加入0.17g丁基对苯二酚和1.42g三氯氧磷，保温3.5h后出料，即得。
松香酯乳液的制备包括顺序相接的如下步骤：
A、将60％的乳化剂溶解到90-95℃的水中；
B、将松香酯与40％的乳化剂一起以62r/min的速度搅拌加热熔融，并以42滴/min的速度滴加步骤A所得的水；
C、待转相后将搅拌速度提升至950r/min、并将剩余的水(步骤A所得水减去步骤B所用水)一起倒入，继续以950r/min的速度搅拌1.5min，降温出料，即得固含量为50％的乳液。松香甘油酯乳液、松香季戊四醇乳液和马来松香季戊四醇乳液的制备均采用上述方法，将松香甘油酯乳液、松香季戊四醇乳液和马来松香季戊四醇乳液按质量比为1:3:3混合得松香酯混合乳液，待用。
淀粉胶黏剂的制备包括顺序相接的如下步骤：
(1)将淀粉(玉米淀粉)加入水中，搅拌均匀后，在70-75℃下加热搅拌18min，其中，淀粉与水的质量比为1:1；
(2)将步骤(1)所得物料中加入高锰酸钾，并在70-75℃下加热搅拌反应42min，其中高锰酸钾的质量用量为淀粉质量的1.2％；
(3)将步骤(2)所得物料中加入己酸常温下反应32分钟，其中，己酸的质量用量为淀粉质量的25％；
(4)将步骤(3)所得物料中加入加氢松香甘油酯和过氧化氢二异丙苯，常温搅拌28min后，即得。
将上述所得淀粉胶黏剂与松香酯混合乳液按质量比为96:4的比例混合，即得人造板用新型生物改性胶黏材料。
实施例2
与实施例1基本相同，所不同的是：将淀粉胶黏剂与松香酯混合乳液按质量比为97:3的比例混合，即得人造板用新型生物改性胶黏材料。
各实施例所得人造板用新型生物改性胶黏材料的甲醛释放量均为零，贮存期均大于90天。
将各实施例所得人造板用新型生物改性胶黏材料用于制备中密度纤维板(制备工艺参照使用脲醛树脂胶的工艺，不同之处仅在本申请使用了人造板用新型生物改性胶黏材料)，胶用量为绝干纤维重量的9％，其中，热压温度为210-220℃，热压面压力为4MPa，热压时间为18s/mm，制成18mm厚的中密度纤维板(密度0.7g/cm3)。
表1由实施例1-2所得防水剂所制备的中密度纤维板的性能表

Claims (8)

1.一种人造板用新型生物改性胶黏材料，其特征在于：包括淀粉胶黏剂96％-97％和松香酯乳液3-4％，其中，松香酯乳液为松香乙酯乳液、松香甘油酯乳液、松香季戊四醇乳液和马来松香季戊四醇乳液中的至少一种，百分比为质量百分比。
2.如权利要求1所述的人造板用新型生物改性胶黏材料，其特征在于：松香酯乳液的固含量为45-50％，百分比为质量百分比。
3.如权利要求2所述的人造板用新型生物改性胶黏材料，其特征在于：松香酯乳液为松香甘油酯乳液、松香季戊四醇乳液和马来松香季戊四醇乳液质量比为1:3:3的混合物。
4.如权利要求1-3任意一项所述的人造板用新型生物改性胶黏材料，其特征在于：松香酯乳液的制备包括顺序相接的如下步骤：
A、将60％的乳化剂溶解到90-95℃的水中；
B、将松香酯与40％的乳化剂一起以60-65r/min的速度搅拌加热熔融，并以40-45滴/min的速度滴加步骤A所得的水；
C、待转相后将搅拌速度提升至900-1000r/min、并将剩余的水一起倒入，继续以900-1000r/min的速度搅拌1-2min，降温出料，即得。
5.如权利要求4所述的人造板用新型生物改性胶黏材料，其特征在于：乳化剂由如下方法制备而得：将富马海松酸加热熔融，当温度升到230-235℃时，加入氧化镁，并分两批加入聚乙二醇20000和季戊四醇，升温到270-275℃，保持3.5-4h，减压抽真空，当温度降到90-95℃时，加入丁基对苯二酚和三氯氧磷，保温3.5-4h后出料，即得，其中，氧化镁的质量用量为富马海松酸质量的0.1％-0.2％，聚乙二醇20000的质量用量为富马海松酸质量的3-4倍，季戊四醇的质量用量为富马海松酸质量的9％-10％，丁基对苯二酚的质量用量为富马海松酸质量的0.7％-0.8％，三氯氧磷的质量用量为富马海松酸质量的5％-6％。
6.如权利要求1-3任意一项所述的人造板用新型生物改性胶黏材料，其特征在于：淀粉胶黏剂的制备包括顺序相接的如下步骤：
(1)将淀粉加入水中，搅拌均匀后，在70-75℃下加热搅拌15-20min，其中，淀粉与水的质量比为1:(1-3)；
(2)将步骤(1)所得物料中加入高锰酸钾，并在70-75℃下加热搅拌反应40-45min，其中高锰酸钾的质量用量为淀粉质量的1-1.5％；
(3)将步骤(2)所得物料中加入己酸常温下反应30-35分钟，其中，己酸的质量用量为淀粉质量的20％-30％；
(4)将步骤(3)所得物料中加入加氢松香甘油酯和过氧化氢二异丙苯，常温搅拌25-30min后，即得。
7.如权利要求6所述的人造板用新型生物改性胶黏材料，其特征在于：步骤(1)中淀粉与水的质量比为1:(1-1.5)。
8.如权利要求6所述的人造板用新型生物改性胶黏材料，其特征在于：步骤(3)中己酸的质量用量为淀粉质量的24％-26％。
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