CN106833455A - 一种改性明胶‑丙烯酸树脂粘合剂制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性明胶‑丙烯酸树脂粘合剂制备方法，包括用NaOH调节按比例混合的氧化明胶液与丙烯酸类单体液体的pH。在温度75℃～90℃，采用过硫酸钾引发，聚合及完成反应得到一种黄色透明的粘合体。本发明特征在于对明胶进行氧化处理，即降低了明胶水溶液粘度，提高了产物浓度，又可以解决明胶的耐水性及酸碱稳定性差等缺点。本发明可以得到具有高性能的胶粘剂，在提高胶的粘结力的同时，解决了胶水的涂布性能。

Description

一种改性明胶-丙烯酸树脂粘合剂制备方法
技术领域
本发明属于粘合剂技术领域，尤其涉及一种改性明胶-丙烯酸树脂粘合剂制备方法。
背景技术
明胶作为粘合剂在木材工业中应用具有悠久的历史，具有胶层凝固时间短(只需几分钟到十几分钟即可)，对木材附着力好，胶接强度大，调胶简单，不需加其他助剂。但是，单独的明胶粘合剂粘度大，不易刷胶与流平。明胶有良好的亲水性、易吸潮长霉，也会因随着环境湿度变化粘性会产生变化。多年来，市场上木胶价格与质量比相差甚大，高档胶黏剂价格高，抵挡价格低。其种类有三类，如以天然产物蛋白类、淀粉类为主要组分合成的胶黏剂；以聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚氨酯为主要组分合成的胶黏剂；以以天然产物蛋白类、淀粉类与乙烯基单体的共聚或共混物构成的胶黏剂。利用天然产物蛋白类、淀粉类与丙烯酸合成的胶粘剂具有环保、无毒无害、可降解等优点。随着目前社会对环保和健康的要求日益的提高，传统含甲醛合成树脂胶粘剂逐渐被退出木胶行列。
综上所述，采用现有的高浓度高粘度明胶水溶液，为了解决这一问题，本发明的两种措施都可以解决粘度。一是反应前先将明胶进行适当氧化，降低粘度；二是与丙烯酸酯单体接枝合成能够改变明胶在水溶液中的构象，在高浓度下获得低粘度的乳液，解决了涂饰流平性及干燥速度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性明胶-丙烯酸树脂粘合剂制备方法，旨在解决高浓度蛋白胶粘剂水溶液存在粘度高，涂布流平性能差的问题。
本发明是这样实现的，一种改性明胶-丙烯酸树脂粘合剂制备方法，包括以下步骤：
将100份10％～15％质量分数的明胶液置有冷凝装置的反应釜中，加3～5份亚硝酸，0～5℃下搅拌40～60min，抽真空20min，加25～30份丙烯酸类单体混合物，加入质量分数为30％的NaOH溶液，调节pH至6.5～7.0，搅拌杆搅拌转速100～120r/min下升温至75～85℃，滴加20～25份10％质量分数的过硫酸钾引发剂溶液，1～3h滴加完毕。
升温至80～90℃，保温反应1～1.5h后停止加热，加入质量分数为30％的NaOH溶液，调节pH至6.5～7.0，保温反应0.5h后停止加热，降温至40～45℃，得到粘合剂。
根据所述的明胶为碱法制造的工业明胶，分子质量为4～8万；所述的丙烯酸甲酯与N-羟甲基丙烯酰胺组成，其中丙烯酸甲酯为15～20份，N-羟甲基丙烯酰胺为8～10份。
根据所述得到含固量为45％的淡灰色微乳液粘稠液体，粘度为200～300mPa·s的粘合剂。
本发明的另一目的在于提供一种利用所述明胶-丙烯酸树脂粘合剂制备方法制备的粘合剂。
本发明的另一目的在于提供一种利用所述粘合剂制备的木板。
本发明提供的改性明胶-丙烯酸树脂粘合剂制备方法。由于明胶的水溶液具有极高的粘度，难以有效进行化学合成。本发明对明胶预先用硝酸进行氧化处理，将部分亲水氨基与进行氧化转变成羟基，即改善了明胶水溶液粘力、又可以解决明胶的耐水性差等缺点。然后利用N-羟甲基丙烯酰胺与丙烯酸甲酯聚合后，通过羟甲基与胶原交联获得接枝物乳液，提高分子质量增加胶的粘结力的同时，解决胶水的涂布性能。最终得到一种无有害物质的水性环保型木材胶粘剂。
附图说明
图1是本发明实施例提供的改性明胶-丙烯酸树脂粘合剂制备方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的改性明胶-丙烯酸树脂粘合剂制备方法包括以下步骤：
S101：将100份10％～15％质量分数的明胶液置有冷凝装置的反应釜中，加3～5份亚硝酸，0～5℃下搅拌40～60min，抽真空20min，加23～30份丙烯酸类单体混合物，加入质量分数为30％的NaOH溶液，调节pH至6.5～7.0；
S102：搅拌杆搅拌转速100～120r/min下升温至75～85℃，滴加20～25份10％质量分数的过硫酸钾引发剂溶液，1～3h滴加完毕；
S103：升温至80～90℃，保温反应1～1.5h后停止加热，加入质量分数为30％的NaOH溶液，调节pH至6.5～7.0，保温反应0.5h后停止加热，降温至40～45℃，得到粘合剂；
S104：根据明胶为碱法制造的工业明胶，分子质量为4～8万；所述的丙烯酸甲酯与N-羟甲基丙烯酰胺组成，其中丙烯酸甲酯为15～20份，N-羟甲基丙烯酰胺为8～10份；
S105：根据得到含固量为45％的淡黄色，粘度为200～300mPa·s的粘合剂。
下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步的描述。
实施例1
将100份10％～15％质量分数的明胶液置有冷凝装置的反应釜中，加入3份亚硝酸在0～5℃下搅拌40～60min，抽真空20min。加20份丙烯酸甲酯，8份N-羟甲基丙烯酰胺混合物，缓慢加入质量分数为30％的NaOH，调节pH至6.5，搅拌杆转速100～120r/min下升温至75℃，滴加20份10％质量分数的过硫酸钾引发剂溶液，2h滴加完毕，升温至80℃，保温反应1h后停止加热，缓慢加入质量分数为30％的NaOH，调节pH至6.5，保温反应0.5h后停止加热，降温至40℃，得到含固量约为40％的淡黄色，粘度为200～300mPa·s的粘合剂。
实施例2
将100份45％～50％质量分数的明胶液置有冷凝装置的反应釜中，加入4份亚硝酸在0～5℃下搅拌40～60min，抽真空20min。加15份丙烯酸甲酯，10份N-羟甲基丙烯酰胺混合物，缓慢加入质量分数为30％的NaOH，调节pH至6.5，搅拌杆转速100～120r/min下升温至75℃，滴加25份10％质量分数的过硫酸钾引发剂溶液，3h滴加完毕，升温至85℃，保温反应1.5h后停止加热，缓慢加入质量分数为30％的NaOH，调节pH至6.5，保温反应1h后停止加热，降温至40℃，得到含固量约为40％的淡黄色，粘度为200～300mPa·s的粘合剂。
实施例3
将100份45％～50％质量分数的明胶液置有冷凝装置的反应釜中，加入5份亚硝酸在0～5℃下搅拌40～60min，抽真空20min。加20份丙烯酸甲酯，10份N-羟甲基丙烯酰胺混合物，缓慢加入质量分数为30％的NaOH，调节pH至6.5，搅拌杆转速100～120r/min下升温至75℃，滴加25份10％质量分数的过硫酸钾引发剂溶液，3h滴加完毕，升温至90℃，保温反应1.5h后停止加热，缓慢加入质量分数为30％的NaOH，调节pH至6.5，保温反应1h后停止加热，降温至40℃，得到含固量约为45％的淡黄色，粘度为200～300mPa·s的粘合剂。
下面结合实验分析对本发明的应用效果作详细的描述。
将市售三合板裁成8cm×2cm木板试样，进行涂胶对比试验。以市售工业明胶及铬革屑胶原降解物原料为参照，平行两组，涂胶面积2cm×2cm，涂胶量以250g/m2为准，闭口陈化时间15min，然后用止水夹两端固定加压2h后，烘箱60℃下烘干。分别进行干态和湿态抗剪切强度测试。湿态处理方法：将涂胶烘干后的胶合木板置于水中完全浸没48h，取出擦干表面的水，即时测量。采用XL-100A型万能拉力试验机，拉伸速度100mm/min，传感器灵敏度1kN，进行抗剪切强度测试。发明胶粘剂的胶粘强度及抗水性能测试结果见表1。
表1发明产品胶粘试验
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种改性明胶-丙烯酸树脂粘合剂制备方法，其特征在于，所述改性明胶-丙烯酸树脂粘合剂制备方法包括以下步骤：
(1)将100份10％～15％质量分数的明胶液置有冷凝装置的反应釜中，加3份～5份亚硝酸，0℃～5℃下搅拌40min～60min，抽真空20min，加23份～30份丙烯酸类单体混合物，加入质量分数为30％的NaOH溶液，调节pH至6.5～7.0；
(2)搅拌杆搅拌转速100r/min～120r/min下升温至75℃～85℃，滴加20份～25份10％质量分数的过硫酸钾引发剂溶液，1h～3h滴加完毕；
(3)升温至80℃～90℃，保温反应1h～1.5h后停止加热，加入质量分数为30％的NaOH溶液，调节pH至6.5～7.0，保温反应0.5h后停止加热，降温至40℃～45℃，得到粘合剂；
(4)根据(1)所述的明胶为碱法制造的工业明胶，分子质量为4万～8万；所述的丙烯酸甲酯与N-羟甲基丙烯酰胺组成，其中丙烯酸甲酯为15份～20份，N-羟甲基丙烯酰胺为8份～10份；
(5)根据(1)～(3)所述得到含固量为45％的淡黄色，粘度为200mPa·s～300mPa·s的粘合剂。
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