CN107236498A - 一种淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂以及配制方法与应用 - Google Patents

一种淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂以及配制方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂，所述淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂由以下重量份的原料制成：脲醛树脂10份、改性淀粉乳液1～10份、聚醋酸乙烯酯乳液2～10份、固化剂0.3～1份、增强剂0.9～3份、水性高分子2～6份、改性助剂0.03～0.1份及填料0.5～1.5份。本发明提供的胶粘剂有效降低甲醛释放量，具有较好的环保性，增强胶层柔韧性，提高了胶水的干燥速率、缩短胶水固化时间，并降低胶水的返潮速率，降低生产成本，提升经济效益。

Description

一种淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂以及配制方法与应用
技术领域
本发明涉及一种胶粘剂，特别涉及一种淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂。
背景技术
重组装饰材,又称“科技木”,它是以人工林或普通树种木材的旋切(或刨切)单板为原材料，采用单板漂染、层积胶合、模压成型等技术制造成的一种具有天然珍贵树种木材特质(质感、花纹、色泽等)或其他艺术图案的新型木质装饰材料。根据其用途的不同可以加工成为重组装饰锯材、重组装饰刨切材和重组装饰薄木。在重组装饰材制造过程中，没有破坏木材的微观结构和固有属性，完全保留了天然木材隔热、绝缘、调温、调湿等天然特性，且几乎没有木材的天然缺陷如节子、腐朽、虫孔等，被广泛用于家具、装饰装修等行业。
一直以来，传统的重组装饰材制造主要采用脲醛树脂胶粘剂进行生产。脲醛树脂胶粘剂具有胶合强度高、固化快、胶层无色、制造简单、操作性能好、性能优良以及成本低廉、原料来源丰富等优点，但是它的缺点是胶层硬、脆，韧性差、易开裂，且甲醛释放量高。为改善这些缺陷，一般通过加入二甘醇、聚醋酸乙烯酯乳液等增强柔韧性；在制取脲醛树脂过程中，通过降低摩尔比减少树脂中的游离甲醛，减少甲醛释放量。这些措施能改善缺陷，但不能达到有效改善的目的，且增加了成本。
中国发明专利ZL201010171082.8公开了一种木材用改性淀粉胶粘剂，能在实际的木材加工生产中使用，不含甲醛，对人体无害环保。然而其固化温度高，无法用于常温固化的重组装饰材生产。
为此，本发明通过采用按发明专利“一种木材用改性淀粉胶粘剂的制备方法”(ZL201010171082.8)技术制得的改性淀粉乳液与通常使用的脲醛树脂胶粘剂共混得到一种淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂用于重组装饰材的生产。它可以有效改善胶层的脆性，增强产品的柔韧性，也使产品的甲醛释放量大大降低，达到国家强制性标准GB18580-2001要求的E1级要求，且生产成本得以下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂，以克服上述现有技术中的不足。用淀粉乳液对脲醛树脂进行改性，提供了一种增韧、环保的胶粘剂，使生产过程中的胶粘剂初粘性好、生产出的重组装饰单板胶合强度高、柔韧性好，甲醛释放量低，并降低了生产成本。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂，所述胶粘剂按重量份其配置比例为：脲醛树脂10份、改性淀粉乳液1～10份、聚醋酸乙烯酯乳液2～10份、固化剂0.3～1份、增强剂0.9～3份、水性高分子2～6份、改性助剂0.03～0.1份及填料0.5～1.5份,其中所述的改性淀粉乳液是根据(ZL201010171082.8)公开的技术方案制备得到，具体包括如下步骤：
(1)酸解氧化：取一定量的淀粉溶于水，然后将淀粉水乳液用盐酸溶液调PH值至3～4，加入氧化剂过硫酸钾在50～60℃的温度下反应50～70分钟，降温至45℃以下即可，氧化剂过硫酸钾的用量控制在淀粉用量的2～3％，
(2)酯化交联：把上述的酸解氧化好的淀粉水乳液用氢氧化钠溶液调PH值至10～11，加入冰醋酸进行酯化反应10～20分钟，再调PH值至9～10，加入草酸进行交联反应10～20分钟即得到稳定的改性淀粉乳液，冰醋酸与草酸的用量均为淀粉质量的8～15％。
本发明的胶粘剂，即采用脲醛树脂与改性淀粉乳液、聚醋酸乙烯酯乳液相混合，有效降低甲醛释放量，具有较好的环保性；所述的改性淀粉乳液和聚醋酸乙烯酯乳液具有协同增韧作用，使胶粘剂具有很好的增韧作用，从而避免由于冷固型脲醛树脂固化后胶层硬，产品刨切时损伤刀具、刨切后产品易碎裂的缺陷，制造出性能更好的重组装饰材产品。
作为优选，所述脲醛树脂为冷固型的、固体含量≥60％的三聚氰胺改性脲醛树脂。
作为优选，所述的改性淀粉乳液根据发明专利“一种木材用改性淀粉胶粘剂的制备方法”(ZL201010171082.8)制作，固体含量≥35％。
作为优选，所述聚醋酸乙烯酯乳液为固体含量≥30％的普通白乳胶。
作为优选，所述水性高分子由10～20重量份聚乙烯醇加入90～100份水中，升温至80～95℃，搅拌反应30～50min制得。
作为优选，所述固化剂为有机酸溶液，增强剂为异氰酸酯预聚体。
作为优选，所述改性助剂为800～2500万分子量的阴离子型聚丙烯酰胺，可以有效提高改性淀粉乳液的初粘性，提高胶水的干燥速率、缩短冷压固化时间，并降低返潮速率。
作为优选，所述填料为面粉、膨润土中的一种或两种混合物。
本发明的另一个目的是提供一种淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂的配制方法，配制方法为：将脲醛树脂、改性淀粉乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、固化剂、增强剂、水性高分子、改性助剂及填料按所述的重量比混合均匀。
作为优选，本发明提供的所述淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂的配制方法，具体步骤为：将脲醛树脂、改性淀粉乳液、聚醋酸乙烯酯乳液按上述重量比混合均匀得到混合胶粘剂；然后再加入所述重量比的固化剂、增强剂、水性高分子、改性助剂及填料，即制得一种淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂。
本发明的另一个目的是提供一种淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂在重组装饰材生产中的应用，应用方法具体包括以下步骤：
(1)、将所述的淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂对单板进行施胶、组坯、加压、常温保压养护等工序，制成重组装饰材木方；
(2)、将步骤(1)中制成的重组装饰材木方，通过直接锯切或刨切的方式，即得到符合质量要求的重组装饰材或装饰单板。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.胶粘剂采用脲醛树脂与改性淀粉乳液、聚醋酸乙烯酯乳液的混合液，使得总挥发性有机物少，有效降低甲醛释放量，具有较好的环保性能，甲醛释放量在原有脲醛树脂胶粘剂制备重组装饰材的E2级基础上，通过用淀粉乳液改性脲醛树脂制备重组装饰材，甲醛释放量可以达到E1级；同时，发挥了改性淀粉乳液和聚醋酸乙烯酯乳液的协同增韧作用，并且加入的聚乙烯醇有效地保护胶体，增强胶体柔韧性，起到非常好的增韧效果。
2.本发明所用的胶粘剂加入了改性助剂阴离子型聚丙烯酰胺，相比其他生物胶粘剂用于重组装饰材生产、制备，其大大提高改性淀粉乳液的初粘性和黏度，提高了胶水的干燥速率、缩短冷压固化时间，并降低了胶水的返潮速率。
3.通过淀粉乳液改性脲醛树脂，替代原有的仅用脲醛树脂、聚醋酸乙烯酯乳液、二甘醇等重组装饰材用胶粘剂配方，可以有效降低生产成本，提升企业经济效益。
具体实施方式
本发明的具体实施方案如下：
实施例1
1)改性淀粉乳液的制备：
按发明专利“一种木材用改性淀粉胶粘剂的制备方法”(ZL201010171082.8)进行制备，得到的改性淀粉乳液固体含量≥35％。
2)水性高分子溶液的制备：
将10g聚乙烯醇加入90g水中，升温至90℃，搅拌30min，制得所述水性高分子。
3)原材料单板的制备：
将AYOUS原木经旋切、裁切制成一定的规格单板，对单板进行漂白或染色、烘干，单板含水率控制在8—12％，之后将单板按工艺要求进行修补、整理。
4)胶粘剂的调制：
将脲醛树脂30kg、改性淀粉乳液20kg、聚醋酸乙烯酯乳液20kg、水性高分子9kg、聚丙烯酰胺0.15kg、面粉3kg分别放入调胶桶中，搅拌均匀后加入异氰酸酯预聚体7.5kg，有机酸溶液1.1kg搅拌均匀；
5)重组装饰材木方制备：将调制好的胶粘剂对单板进行布胶、组坯，压制成木方，并对木方进行保压养护；养护温度控制在15～35℃之间；养护10天，让胶粘剂充分固化后，拆模即得到重组装饰材木方；
6)重组装饰单板成品制备：将养护好的木方四边锯切后，通过直接锯切或刨切的方式，即得到符合质量要求的重组装饰材或单板。
由此得到的重组装饰单板，经检验符合GB/T 28999-2012《重组装饰单板》标准要求，甲醛释放量为1.2mg/L。
实施例2
对实施例1中的其余生产过程都不改变，仅对胶粘剂配方做如下改变：
脲醛树脂30kg，改性淀粉乳液20kg，聚醋酸乙烯酯乳液15kg，水性高分子9kg，聚丙烯酰胺0.18kg，异氰酸酯预聚体7.5kg，有机酸溶液1.1kg，膨润土1.5kg。
由此得到的重组装饰单板，经检验符合GB/T 28999-2012《重组装饰单板》标准要求，甲醛释放量为1.0mg/L。
实施例3
对实施例1中的其余生产过程都不改变，仅对胶粘剂配方做如下改变：
脲醛树脂25kg，改性淀粉乳液20kg，聚醋酸乙烯酯乳液20kg，水性高分子9kg，聚丙烯酰胺0.18kg，异氰酸酯预聚体7.5kg，有机酸溶液1.1kg，面粉1kg，膨润土1kg。
由此得到的重组装饰单板，经检验符合GB/T 28999-2012《重组装饰单板》标准要求，甲醛释放量为0.9mg/L。
综上所述，本发明的提供的淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂，采用脲醛树脂与改性淀粉乳液、聚醋酸乙烯酯乳液相混合，使得总挥发性有机物少，有效降低甲醛释放量，具有较高的环保性，且常温即可实现固化。甲醛释放量在原有脲醛树脂胶粘剂制备重组装饰材的E2级基础上，通过用淀粉乳液改性脲醛树脂制备重组装饰材，单板的甲醛释放量可以达到E1级；同时，发挥了改性淀粉乳液和聚醋酸乙烯酯乳液的协同增韧作用，并且加入的聚乙烯醇有效地保护胶体，增强胶层柔韧性，起到较好的增韧效果；胶粘剂中加入改性助剂阴离子型聚丙烯酰胺，改善了胶粘剂的初粘性、提高了干燥速率，从而缩短了固化时间，降低了胶水的返潮速率。通过淀粉乳液改性脲醛树脂，替代原有的仅用脲醛树脂、聚醋酸乙烯酯乳液、二甘醇等重组装饰材用胶粘剂，还降低了生产成本，提升了经济效益。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂，其特征在于：所述胶粘剂按重量份其配置比例为：脲醛树脂10份、改性淀粉乳液1～10份、聚醋酸乙烯酯乳液2～10份、固化剂0.3～1份、增强剂0.9～3份、水性高分子2～6份、改性助剂0.03～0.1份及填料0.5～1.5份，其中所述改性淀粉乳液经过以下方法制备：
(1)酸解氧化：取一定量的淀粉溶于水，然后将淀粉水乳液用盐酸溶液调PH值至3～4，加入氧化剂过硫酸钾在50～60℃的温度下反应50～70分钟，降温至45℃以下即可，氧化剂过硫酸钾的用量控制在淀粉用量的2～3％；
(2)酯化交联：把上述的酸解氧化好的淀粉水乳液用氢氧化钠溶液调PH值至10～11，加入冰醋酸进行酯化反应10～20分钟，再调PH值至9～10，加入草酸进行交联反应10～20分钟，冰醋酸与草酸的用量均为淀粉质量的8～15％。
2.根据权利要求1所述的淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂，其特征在于：所述脲醛树脂为冷固型的、固体含量≥60％的三聚氰胺改性脲醛树脂。
3.根据权利要求1所述的淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂，其特征在于：所述改性淀粉溶液的固体含量≥35％。
4.根据权利要求1所述的淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂，其特征在于：所述聚醋酸乙烯酯乳液为固体含量≥30％的普通白乳胶。
5.根据权利要求1所述的淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂，其特征在于：所述水性高分子是固体含量为10～15％的聚乙烯醇水溶液。
6.根据权利要求1所述的淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂，其特征在于：所述固化剂为有机酸溶液，增强剂为异氰酸酯预聚体。
7.根据权利要求1所述的淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂，其特征在于：所述改性助剂为800～2500万分子量的阴离子型聚丙烯酰胺。
8.根据权利要求1所述的淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂，其特征在于：所述填料为面粉、膨润土中的一种或两种混合物。
9.根据权利要求1所述的淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂的配制方法，其特征在于：所述胶粘剂的配制方法为：将脲醛树脂、改性淀粉乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、固化剂、增强剂、水性高分子、改性助剂及填料按所述的重量比混合均匀；
优选地，将脲醛树脂、改性淀粉乳液、聚醋酸乙烯酯乳液按所述重量比混合得到混合胶粘剂，然后加入所述重量比的固化剂、增强剂、水性高分子、改性助剂以及填料。
10.根据权利要求1所述的淀粉乳液改性脲醛树脂胶粘剂在重组装饰材生产中的应用，其特征在于：应用方法包括以下步骤：
(1)将所述的淀粉乳液脲醛树脂胶粘剂对单板进行施胶、组坯、加压、常温保压养护，制成重组装饰材木方；
(2)将上述步骤(1)的得到的重组装饰材木方进行直接锯切或刨切，得到重组装饰材或装饰单板。
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