CN106753041B - 一种木材胶粘剂组合物、制备方法以及木材粘接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种木材胶粘剂组合物、制备方法以及木材粘接方法，属于胶粘剂技术领域。木材粘接方法是首先在两块待粘接的木材表面涂上上述的底胶，再在底胶上再涂上中间胶，将两块木材再按压牢固，固化后，即可。本发明提供的木材胶粘剂组合物，它对于木材粘接过程中采用分层涂胶的方式，在与直接与木材接触的面上采用了含有渗透剂的淀粉胶水作为底胶，在底胶之间再采用含有改性魔芋粉的胶水，提高了直接采用常规淀粉胶水导致的木材粘接强度持久性不好的问题。

Description

一种木材胶粘剂组合物、制备方法以及木材粘接方法
技术领域
本发明涉及一种木材胶粘剂组合物、制备方法以及木材粘接方法，属于胶粘剂技术领域。
背景技术
胶黏剂工业是中国自实行改革开放政策以来发展较快的精细化工产业之一。胶黏剂具有使用简便，经济效益好的特点，为各行业简化工艺、节约能源、降低成本、提高经济效益提供了一条有效途径。随着木材加工工业的持续发展，木材胶黏剂的用量在持续扩大，品种也在不断增多，而且其用量已成为衡量一个国家和地区木材工业技术发展水平的重要标志。
我国木材加工使用胶黏剂主要是人造板制造和木制品生产两大领域，醛类胶黏剂--脲醛树脂（UF）胶、酚醛树脂（PF）胶、三聚氰胺-甲醛树脂胶是人造板工业应用最多的三大合成胶种。
随着人们生活水平和对环境要求的提高，开发环保、无毒型木材胶黏剂是当今发展的主流。CN101824286A公开了一种木材胶粘剂，以魔芋葡甘聚糖、壳聚糖为主要原料，以冰醋酸为催化剂，以聚乙烯醇为改性剂，以纯水为溶剂，在25℃～90℃下共混反应制备而成。CN103122228A公开一种木材用生物油淀粉胶粘剂，该胶粘剂以盐酸和氧化剂对淀粉进行酸解氧化变性，降低淀粉分子量，提高其反应活性；再加入乳化剂和稳定剂，在引发剂作用下与丙烯酰胺发生接枝共聚反应；再加入生物油，利用生物油中的酸、醛等物质对骨架结构上化学基团进行修饰，得到胶粘剂主剂；最后加入交联剂和填料制成生物油淀粉胶粘剂；各原料组分质量份如下：淀粉80-120份，盐酸150份，氧化剂2-5份，乳化剂1-3份，稳定剂10-20份，引发剂0.3-0.6份，丙烯酰胺10-20份，生物油5-20份，交联剂5-10份，填料10-15份。
但是上述的胶粘剂用于木材粘接时，由于与木板的渗透性不好，导致了粘接强度不高。
发明内容
本发明的目的是提供了一种木材胶粘剂组合物，它对于木材粘接过程中采用分层涂胶的方式，在与直接与木材接触的面上采用了含有渗透剂的淀粉胶水作为底胶，在底胶之间再采用含有改性魔芋粉的胶水，提高了直接采用常规淀粉胶水导致的木材粘接强度持久性不好的问题。
技术方案是：
一种木材胶粘剂组合物，包括有底胶和中间胶；
所述的底胶的制备方法包括如下步骤：
S11，按重量份计，将植物淀粉20～25份、水150～200份混合均匀，再加入双氧水15～20份和次氯酸钠水溶液4～7份，进行搅拌；
S12，在S11得到的混合物中加入氢氧化钠5～10份，搅拌，进行糊化反应；
S13，在S12得到的混合物中加入硼砂1～3份、非离子渗透剂0.5～0.8份、消泡剂0.1～0.3份、增塑剂2～4份、水性酚醛树脂3～6份，高速分散均匀后，得到底胶；
所述的中间胶的制备方法包括如下步骤：
S21，按重量份计，将植物淀粉20～25份、水150～200份混合均匀，再加入双氧水15～20份和次氯酸钠水溶液4～7份，进行搅拌；
S22，在S21得到的混合物中加入氢氧化钠5～10份，搅拌，进行糊化反应；
S23，在S12得到的混合物中加入改性魔芋粉3～4份、水性环氧树脂1～3份，混合均匀，即可。
所述的S11和S21步骤中，双氧水的浓度是30wt%，次氯酸钠水溶液中的游离氯含量是10wt%。
所述的S12和S22步骤中，糊化反应时间是30～90min；糊化反应的温度是60～70℃。
所述的S13步骤中，增塑剂是甘油，高速分散是指转速2000～2500rpm下搅拌。
非离子渗透剂选自JFC、JFC-1、JFC-2或者JFC-E。
改性魔芋粉的制备方法，包括如下步骤：按重量份计，取魔芋粉40～60份和丙烯酰胺5～10份，加入至70～80vol.%的乙醇水溶液240～300份中，升温至40～45℃搅拌40min；再在氮气的保护下，加入引发剂1～2份，再加入5wt%稀硫酸3～4份，升温至80～85℃反应2～3h，将产物洗涤之后，抽滤，干燥，得到改性魔芋粉。
一种木材粘接方法，首先在两块待粘接的木材表面涂上上述的底胶，再在底胶上再涂上中间胶，将两块木材再按压牢固，固化后，即可。
有益效果
本发明提供的木材胶粘剂组合物，它对于木材粘接过程中采用分层涂胶的方式，在与直接与木材接触的面上采用了含有渗透剂的淀粉胶水作为底胶，在底胶之间再采用含有改性魔芋粉的胶水，提高了直接采用常规淀粉胶水导致的木材粘接强度持久性不好的问题。
具体实施方式
实施例1
一种木材胶粘剂组合物，包括有底胶和中间胶；
所述的底胶的制备方法包括如下步骤：
S11，按重量份计，将植物淀粉22份、水160份混合均匀，再加入30wt%双氧水16份和游离氯含量是10wt%的次氯酸钠水溶液6份，进行搅拌；
S12，在S11得到的混合物中加入氢氧化钠7份，搅拌，进行糊化反应，糊化反应时间是60min；糊化反应的温度是66℃；
S13，在S12得到的混合物中加入硼砂2份、非离子渗透剂JFC0.6份、消泡剂0.2份、甘油3份、水性酚醛树脂5份，高速分散均匀后，得到底胶；
所述的中间胶的制备方法包括如下步骤：
S21，按重量份计，将植物淀粉22份、水170份混合均匀，再加入30wt%双氧水17份和游离氯含量是10wt%的次氯酸钠水溶液6份，进行搅拌；
S22，在S21得到的混合物中加入氢氧化钠6份，搅拌，进行糊化反应，糊化反应时间是50min；糊化反应的温度是65℃；
S23，在S12得到的混合物中加入改性魔芋粉3份、水性环氧树脂2份，混合均匀，即可。
改性魔芋粉的制备方法，包括如下步骤：按重量份计，取魔芋粉50份和丙烯酰胺6份，加入至75vol.%的乙醇水溶液260份中，升温至42℃搅拌40min；再在氮气的保护下，加入引发剂2份，再加入5wt%稀硫酸3份，升温至82℃反应3h，将产物洗涤之后，抽滤，干燥，得到改性魔芋粉。
实施例2
一种木材胶粘剂组合物，包括有底胶和中间胶；
所述的底胶的制备方法包括如下步骤：
S11，按重量份计，将植物淀粉20份、水150份混合均匀，再加入30wt%双氧水15份和游离氯含量是10wt%的次氯酸钠水溶液4份，进行搅拌；
S12，在S11得到的混合物中加入氢氧化钠5份，搅拌，进行糊化反应，糊化反应时间是30min；糊化反应的温度是60℃；
S13，在S12得到的混合物中加入硼砂1份、非离子渗透剂JFC0.5份、消泡剂0.1份、甘油2份、水性酚醛树脂3份，高速分散均匀后，得到底胶；
所述的中间胶的制备方法包括如下步骤：
S21，按重量份计，将植物淀粉20份、水150份混合均匀，再加入30wt%双氧水15份和游离氯含量是10wt%的次氯酸钠水溶液4～7份，进行搅拌；
S22，在S21得到的混合物中加入氢氧化钠5份，搅拌，进行糊化反应，糊化反应时间是30min；糊化反应的温度是60℃；
S23，在S12得到的混合物中加入改性魔芋粉3份、水性环氧树脂1份，混合均匀，即可。
改性魔芋粉的制备方法，包括如下步骤：按重量份计，取魔芋粉40份和丙烯酰胺5份，加入至70vol.%的乙醇水溶液240份中，升温至40℃搅拌40min；再在氮气的保护下，加入引发剂1份，再加入5wt%稀硫酸3份，升温至80℃反应2h，将产物洗涤之后，抽滤，干燥，得到改性魔芋粉。
实施例3
一种木材胶粘剂组合物，包括有底胶和中间胶；
所述的底胶的制备方法包括如下步骤：
S11，按重量份计，将植物淀粉21份、水200份混合均匀，再加入30wt%双氧水20份和游离氯含量是10wt%的次氯酸钠水溶液6份，进行搅拌；
S12，在S11得到的混合物中加入氢氧化钠10份，搅拌，进行糊化反应，糊化反应时间是70min；糊化反应的温度是65℃；
S13，在S12得到的混合物中加入硼砂3份、非离子渗透剂JFC0.8份、消泡剂0.3份、甘油4份、水性酚醛树脂6份，高速分散均匀后，得到底胶；
所述的中间胶的制备方法包括如下步骤：
S21，按重量份计，将植物淀粉25份、水200份混合均匀，再加入30wt%双氧水20份和游离氯含量是10wt%的次氯酸钠水溶液7份，进行搅拌；
S22，在S21得到的混合物中加入氢氧化钠10份，搅拌，进行糊化反应，糊化反应时间是90min；糊化反应的温度是70℃；
S23，在S12得到的混合物中加入改性魔芋粉4份、水性环氧树脂3份，混合均匀，即可。
改性魔芋粉的制备方法，包括如下步骤：按重量份计，取魔芋粉60份和丙烯酰胺10份，加入至80vol.%的乙醇水溶液300份中，升温至45℃搅拌40min；再在氮气的保护下，加入引发剂2份，再加入5wt%稀硫酸4份，升温至85℃反应3h，将产物洗涤之后，抽滤，干燥，得到改性魔芋粉。
对照例1
与实施例3的区别在于：底胶中未加入渗透剂。
一种木材胶粘剂组合物，包括有底胶和中间胶；
所述的底胶的制备方法包括如下步骤：
S11，按重量份计，将植物淀粉21份、水200份混合均匀，再加入30wt%双氧水20份和游离氯含量是10wt%的次氯酸钠水溶液6份，进行搅拌；
S12，在S11得到的混合物中加入氢氧化钠10份，搅拌，进行糊化反应，糊化反应时间是70min；糊化反应的温度是65℃；
S13，在S12得到的混合物中加入硼砂3份、消泡剂0.3份、甘油4份、水性酚醛树脂6份，高速分散均匀后，得到底胶；
所述的中间胶的制备方法包括如下步骤：
S21，按重量份计，将植物淀粉25份、水200份混合均匀，再加入30wt%双氧水20份和游离氯含量是10wt%的次氯酸钠水溶液7份，进行搅拌；
S22，在S21得到的混合物中加入氢氧化钠10份，搅拌，进行糊化反应，糊化反应时间是90min；糊化反应的温度是70℃；
S23，在S12得到的混合物中加入改性魔芋粉4份、水性环氧树脂3份，混合均匀，即可。
改性魔芋粉的制备方法，包括如下步骤：按重量份计，取魔芋粉60份和丙烯酰胺10份，加入至80vol.%的乙醇水溶液300份中，升温至45℃搅拌40min；再在氮气的保护下，加入引发剂2份，再加入5wt%稀硫酸4份，升温至85℃反应3h，将产物洗涤之后，抽滤，干燥，得到改性魔芋粉。
对照例2
与实施例3的区别在于：魔芋粉未经过改性。
一种木材胶粘剂组合物，包括有底胶和中间胶；
所述的底胶的制备方法包括如下步骤：
S11，按重量份计，将植物淀粉21份、水200份混合均匀，再加入30wt%双氧水20份和游离氯含量是10wt%的次氯酸钠水溶液6份，进行搅拌；
S12，在S11得到的混合物中加入氢氧化钠10份，搅拌，进行糊化反应，糊化反应时间是70min；糊化反应的温度是65℃；
S13，在S12得到的混合物中加入硼砂3份、非离子渗透剂JFC0.8份、消泡剂0.3份、甘油4份、水性酚醛树脂6份，高速分散均匀后，得到底胶；
所述的中间胶的制备方法包括如下步骤：
S21，按重量份计，将植物淀粉25份、水200份混合均匀，再加入30wt%双氧水20份和游离氯含量是10wt%的次氯酸钠水溶液7份，进行搅拌；
S22，在S21得到的混合物中加入氢氧化钠10份，搅拌，进行糊化反应，糊化反应时间是90min；糊化反应的温度是70℃；
S23，在S12得到的混合物中加入魔芋粉4份、水性环氧树脂3份，混合均匀，即可。
性能试验
采用上述实施例的木材胶粘剂，使用滚筒涂胶机对橡木板进行涂胶，首先分别在两块板的单面涂上底胶，单面涂胶量为110 g/m3，再分别在底胶上涂上中间胶，单面涂胶量为50 g/m3，采用常规热压制板工艺，单位压力1.0～1.2 MPa，温度110～120℃，时间0.5～0.8 min/mm，以仅仅涂底胶160 g/m3后直接热压固化的方式作为对照例3。考察胶合板的强度干强，并在60条件下浸泡4小时，取出冷却，测定其耐水强度。试验结果如下所示。
表1 实施例1～实施例3以及对照例的试验结果
实施例1 实施例2 实施例3 对照例1 对照例2 对照例3
粘接强度MPa 7.1 7.2 7.6 5.7 5.4 5.0
耐水强度MPa 2.2 2.4 2.5 1.7 1.6 1.1
从上表中可以看出本发明提供的胶水采用了底层和中间层之后，通过底层胶水渗入木材内部，提高渗透性，再通过中间层胶水与底层胶水相配合，提高整体的粘接强度。
将上述得到的粘接板材再置于50℃、70%RH湿度环境下放置300h，取出后重复上述试验，结果如下：
实施例1 实施例2 实施例3 对照例1 对照例2 对照例3
粘接强度MPa 7.0 7.2 7.5 5.2 5.1 3.2
耐水强度MPa 2.1 2.3 2.5 1.2 1.2 0.5
从上表中可以看到，本发明提供的胶水具有较好的耐久性，经过高温、高湿破坏后，实施例中的试样仍然可以保持较好的粘接强度，实施例3相对于对照例2来说，通过对中间层胶改性魔芋粉可以提高胶水的耐久性。

Claims (1)

1.一种木材粘接方法，首先在两块待粘接的木材表面涂上底胶，单面涂胶量为110 g/m3，再分别在底胶上再涂上中间胶，单面涂胶量为50 g/m3，将两块木材再按压牢固，固化后，即可；
所述的底胶的制备方法包括如下步骤：
S11，按重量份计，将植物淀粉20～25份、水150～200份混合均匀，再加入双氧水15～20份和次氯酸钠水溶液4～7份，进行搅拌；S12，在S11得到的混合物中加入氢氧化钠5～10份，搅拌，进行糊化反应；
S13，在S12得到的混合物中加入硼砂1～3份、非离子渗透剂0.5～0.8份、消泡剂0.1～0.3份、增塑剂2～4份、水性酚醛树脂3～6份，高速分散均匀后，得到底胶；
所述的中间胶的制备方法包括如下步骤：
S21，按重量份计，将植物淀粉20～25份、水150～200份混合均匀，再加入双氧水15～20份和次氯酸钠水溶液4～7份，进行搅拌；
S22，在S21得到的混合物中加入氢氧化钠5～10份，搅拌，进行糊化反应；
S23，在S12得到的混合物中加入改性魔芋粉3～4份、水性环氧树脂1～3份，混合均匀，即可；
所述的S11和S21步骤中，双氧水的浓度是30wt%，次氯酸钠水溶液中的游离氯含量是10wt%；
所述的S12和S22步骤中，糊化反应时间是30～90min；糊化反应的温度是60～70℃；
所述的S13步骤中，增塑剂是甘油，高速分散是指转速2000～2500rpm下搅拌；
非离子渗透剂选自JFC-1、JFC-2或者JFC-E；
改性魔芋粉的制备方法，包括如下步骤：按重量份计，取魔芋粉40～60份和丙烯酰胺5～10份，加入至70～80vol.%的乙醇水溶液240～300份中，升温至40～45℃搅拌40min；再在氮气的保护下，加入引发剂1～2份，再加入5wt%稀硫酸3～4份，升温至80～85℃反应2～3h，将产物洗涤之后，抽滤，干燥，得到改性魔芋粉。
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