CN106867427B - 一种集成材拼板胶及制备方法 - Google Patents

一种集成材拼板胶及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种集成材拼板胶及制备方法，产品的成分包括A组分和B组分，A组分以质量百分含量计包括：去离子水17.7％～25.4％；水基乳液39％～63％；增塑剂1％～5％；聚乙烯醇2％～4％；螯合剂0.1％～0.2％；分散剂0.1％～0.2％；消泡剂0.05％～0.1％；碳酸钙16％～26％；杀菌剂0.05％～0.1％；B组分包括多亚甲基多苯基多异氰酸酯。制备方法包括用去离子水、聚乙烯醇、螯合剂制备得改性聚乙烯醇溶液；将水基乳液、增塑剂、分散剂、消泡剂依次加入分散釜，缓慢加入碳酸钙，分散至均匀胶浆状，而后加入聚乙烯醇改性溶液、杀菌剂制得A组分，最后混合A组分和B组分。本发明产品用于各类集成材拼接强度高，适用期长、耐热性和耐水性能优异，耐水煮可达木破强度。

Description

一种集成材拼板胶及制备方法
技术领域
本发明属于胶粘剂技术领域，具体涉及一种集成材拼板胶及其制备方法。
背景技术
目前，国内外各国为节约森林资源，做到小材大用，劣材优用，并保留其天然木材的材质感，外表美观，均采用短小料拼接成一定要求的规格尺寸和形状的方法，用以代替大尺寸实体木材。而目前用于集成材拼接的胶粘剂，主要以水基聚合物-异氰酸酯胶粘剂为主，但随着集成材用途的增加，如高密度橡木、花梨木、柞木、水曲柳、榆木等硬质木材的拼接，要求集成材具有足够的胶合性能和耐久性，在抗拉和抗压等物理力学性能方面和材料质量均匀化方面需要优于实体木材，尤其在耐水性方面必须达到LY/T1601-2011标准要求。现在国内市场上的集成材拼接用结构胶粘剂，仅有极少数胶水能达到上述标准，且耐水煮湿强度指标仅仅刚超过标准指标，也达不到木破的强度。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种集成材拼板胶及其制备方法，通过选用水基乳液复配并配以增塑剂同时采用聚乙烯醇改性的方法，得到的集成材拼板胶适用于高密度橡木、花梨木、柞木、水曲柳、榆木等硬质木材的拼接，完全超过LY/T1601-2011标准，耐水煮后强度达木破要求的高强度。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种集成材拼板胶，包括A组分和B组分，所述A组分以质量百分含量计包括：去离子水17.7％～25.4％；水基乳液39％～63％；增塑剂1％～5％；聚乙烯醇2％～4％；螯合剂0.1％～0.2％；分散剂0.1％～0.2％；消泡剂0.05％～0.1％；碳酸钙16％～26％；杀菌剂0.05％～0.1％；所述B组分包括多亚甲基多苯基多异氰酸酯。
进一步地，A组分与B组分的质量比为100∶15。
进一步地，所述的水基乳液包括醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚乳液、乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、乙烯-醋酸乙烯-氯乙烯共聚乳液中的一种或几种。
进一步地，所述的增塑剂包括羧基丁苯胶乳、乙酰化环氧大豆油酸甘油酯、对苯二甲酸二辛酯中的一种或几种。
进一步地，所述的聚乙烯醇聚合度为1700～2400，醇解度为88。
进一步地，所述的螯合剂包括硅烷偶联剂、硼砂、钛酸酯偶联剂中的一种或几种。
上述集成材拼板胶的制备方法，具体步骤如下：
S1将15％～25％去离子水和聚乙烯醇按比例加入反应釜升温至完全溶解，再加入螯合剂反应1.5h冷却后得改性聚乙烯醇溶液，备用；
S2将水基乳液、增塑剂、分散剂、消泡剂依次加入分散釜，缓慢加入碳酸钙，分散至均匀胶浆状，再将步骤S1制备的改性聚乙烯醇溶液、杀菌剂、0.4％～2.7％去离子水依次加入分散釜搅拌均匀后得成品；
S3将A组分和B组分混合均匀。
需要说明的是，A组分与B组分按质量比100∶15混合均匀。
本发明的有益效果在于：
1、本发明配方采用去离子水，并利用环保型螯合剂与聚乙烯醇表面羟基反应得到改性聚乙烯醇，使其交联成空间网状结构以降低其储存过程中分层及变质现象，即可大大改善产品存储稳定性，降低杀菌剂用量，降低成本且更环保。
2、本发明采用耐水性更优的水基乳液复配，并配以增塑剂可明显提升拼板胶的粘接强度和耐沸水煮性能，同时改性的聚乙烯醇表面大部分羟基被反应掉和交联可进一步增强其自身的耐水性，最终保证了拼板胶成品优异的耐水性，尤其耐水煮剪切强度高可达木破要求。
3、通过实验证实，本发明的集成材拼板胶的基本力学性能测试指标完全满足《水基聚合物-异氰酸酯胶粘剂LY/T1601-2011》标准要求。
4、本发明的集成材拼板胶用于橡木、花梨木、柞木、水曲柳、榆木等硬质木材的拼接，有效避免了高温和潮湿环境下的开裂等问题，延长了使用寿命。
具体实施方式
以下将对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
一种集成材拼板胶，包括A组分和B组分，所述A组分以质量百分含量计包括：去离子水17.7％～25.4％；水基乳液39％～63％；增塑剂1％～5％；聚乙烯醇2％～4％；螯合剂0.1％～0.2％；分散剂0.1％～0.2％；消泡剂0.05％～0.1％；碳酸钙16％～26％；杀菌剂0.05％～0.1％；所述B组分包括多亚甲基多苯基多异氰酸酯。
进一步地，A组分与B组分的质量比为100∶15。
进一步地，所述的水基乳液包括醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚乳液、乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、乙烯-醋酸乙烯-氯乙烯共聚乳液中的一种或几种。
进一步地，所述的增塑剂包括羧基丁苯胶乳、乙酰化环氧大豆油酸甘油酯、对苯二甲酸二辛酯中的一种或几种。
进一步地，所述的聚乙烯醇聚合度为1700～2400，醇解度为88。
进一步地，所述的螯合剂包括硅烷偶联剂、硼砂、钛酸酯偶联剂中的一种或几种。
上述集成材拼板胶的制备方法，具体步骤如下：
S1将15％～25％去离子水和聚乙烯醇按比例加入反应釜升温至完全溶解，再加入螯合剂反应1.5h冷却后得改性聚乙烯醇溶液，备用；
S2将水基乳液、增塑剂、分散剂、消泡剂依次加入分散釜，缓慢加入碳酸钙，分散至均匀胶浆状，再将步骤S1制备的改性聚乙烯醇溶液、杀菌剂、0.4％～2.7％去离子水依次加入分散釜搅拌均匀后得成品；
S3将A组分和B组分混合均匀。
需要说明的是，A组分与B组分按质量比100∶15混合均匀。
实施例1：
一、制备A组分
将15.0g去离子水投入反应烧瓶中，投入2.0g聚乙烯醇2088并升温至85℃保温1小时，加入0.1g钛酸酯偶联剂，反应1.5h后降温得改性聚乙烯醇溶液，待用；
然后将42.0g乙烯-醋酸乙烯共聚乳液(VAE乳液)、21.0g乙烯-醋酸乙烯-氯乙烯共聚乳液(氯醋乳液)、1.0g羧基丁苯胶乳、0.1g分散剂、0.05g消泡剂依次加入分散釜中，搅拌下缓慢加入16.0g碳酸钙，搅拌1小时分散至均匀胶浆状，再将预制的改性聚乙烯醇溶液、0.05g杀菌剂、2.7g去离子水依次缓慢加入分散釜搅拌均匀得A组分。
二、将A组分和B组分以质量比100：15混匀。
实施例2：
一、制备A组分
将20.0g去离子水投入反应烧瓶中，投入3.0g聚乙烯醇2088并升温至85℃保温1小时。加入0.15g钛酸酯偶联剂，反应1.5h后降温待用；
然后将34.0g乙烯-醋酸乙烯共聚乳液(VAE乳液)、17.0g乙烯-醋酸乙烯-氯乙烯共聚乳液(氯醋乳液)、2.5g羧基丁苯胶乳、0.15g分散剂、0.05g消泡剂依次加入分散釜中，搅拌下缓慢加入21.0g碳酸钙，搅拌1小时分散至均匀胶浆状，再将预制的改性聚乙烯醇溶液、0.05g杀菌剂、2.1g去离子水依次缓慢加入分散釜搅拌均匀得到A组分。
二、将A组分和B组分以质量比100：15混匀。
实施例3：
一、制备A组分
将20.3g去离子水投入反应烧瓶中，投入3.0g聚乙烯醇2088并升温至85℃保温1小时。加入0.15g钛酸酯偶联剂，反应1.5h后降温待用；
将32.0g乙烯-醋酸乙烯共聚乳液(VAE乳液)、16.0g乙烯-醋酸乙烯-氯乙烯共聚乳液(氯醋乳液)、3.0g羧基丁苯胶乳、0.15g分散剂、0.1g消泡剂依次加入分散机中，搅拌下缓慢加入22.5g碳酸钙，搅拌1小时分散至均匀胶浆状，再将预制的改性聚乙烯醇溶液、0.1g杀菌剂、2.7g去离子水依次缓慢加入分散机搅拌均匀得A组分。
二、将A组分和B组分以质量比100：15混匀。
实施例4：
一、制备A组分
将25.0g去离子水投入反应烧瓶中，投入4.0g聚乙烯醇2088并升温至85℃保温1小时。加入0.2g钛酸酯偶联剂，反应1.5h后降温待用；
将26.0g乙烯-醋酸乙烯共聚乳液(VAE乳液)、13.0g乙烯-醋酸乙烯-氯乙烯共聚乳液(氯醋乳液)、5.0g羧基丁苯胶乳、0.2g分散剂、0.1g消泡剂依次加入分散机中，搅拌下缓慢加入26g碳酸钙，搅拌1小时分散至均匀胶浆状，再将预制的改性聚乙烯醇溶液、0.1g杀菌剂、0.4g去离子水依次缓慢加入分散机搅拌均匀得A组分。
二、将A组分和B组分以质量比100：15混匀。
以下将对本发明的集成材拼板胶进行性能测试。
材质：桦木、水曲柳、橡木，含水率10％，选用30*25*10mm的标准试块，平整度误差值不超过0.1％。
试件制备：将A组分和B组分按质量比100∶15混合搅拌均匀，涂敷在试块上，每平方米的涂胶量约250克，压力10-15kg/cm2，25℃冷压至1小时卸压。
按照LY/T1601-2011的方法各粘接48组试件，进行常态、反复煮沸处理。压缩剪切强度如表1所示。
表1
由表1测试数据表明，本发明所制得的拼板胶完全满足标准LY/T 1601-2011的要求，具有很高的粘接强度及优异的耐水性，耐水煮后强度均达到了木破要求，对于标准规定的桦木及更高硬度的水曲柳、橡木都可以适用。实施例2常态下和反复煮沸后压剪强度均最佳。
对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，作出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种集成材拼板胶，其特征在于，包括A组分和B组分，所述A组分以质量百分含量计包括：去离子水17.7％～25.4％；水基乳液39％～63％；增塑剂1％～5％；聚乙烯醇2％～4％；硅烷偶联剂、硼砂、钛酸酯偶联剂中的一种或几种0.1％～0.2％；分散剂0.1％～0.2％；消泡剂0.05％～0.1％；碳酸钙16％～26％；杀菌剂0.05％～0.1％；所述B组分包括多亚甲基多苯基多异氰酸酯；
所述集成材拼板胶通过如下制备方法制得：
S1将15％～25％去离子水和聚乙烯醇按比例加入反应釜升温至完全溶解，再加入硅烷偶联剂、硼砂、钛酸酯偶联剂中的一种或几种反应1.5h冷却后得改性聚乙烯醇溶液，备用；
S2将水基乳液、增塑剂、分散剂、消泡剂依次加入分散釜，缓慢加入碳酸钙，分散至均匀胶浆状，再将步骤S1制备的改性聚乙烯醇溶液、杀菌剂、0.4％～2.7％去离子水依次加入分散釜搅拌均匀后得成品；
S3将A组分和B组分混合均匀。
2.根据权利要求1所述的集成材拼板胶，其特征在于：A组分与B组分的质量比为100∶15。
3.根据权利要求1所述的集成材拼板胶，其特征在于：所述的水基乳液包括醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚乳液、乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、乙烯-醋酸乙烯-氯乙烯共聚乳液中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的集成材拼板胶，其特征在于：所述的增塑剂包括羧基丁苯胶乳、乙酰化环氧大豆油酸甘油酯、对苯二甲酸二辛酯中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的集成材拼板胶，其特征在于：所述的聚乙烯醇聚合度为1700～2400，醇解度为88。
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