CN107236517A - 木板材胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于木板材制备技术领域，具体涉及一种木板材胶粘剂及其制备方法。针对现有明胶和骨胶常温下不溶于水，溶于水后粘结性和耐老化性能差，制备的胶粘剂质量差等问题，本发明提供一种木板材胶粘剂，其原料组成包括：按重量百分比计，水50～70％、明胶或骨胶20～30％、尿素6～10％、氢氧化钠0.2～0.5％、硼砂1.5～3％、乌洛托品2.3～5％，纤维素1～1.5％；其制备方法为：先用部分水溶解纤维素，再将其余原料完全溶解于水中后，加入纤维素，即得。本发明不仅使得明胶和骨胶在常温下可溶解于水中,还改变了溶解液体的胶粘性，制备的木板材胶粘剂粘结性强，耐水性和耐老化性能都大幅提高，同时制备方法操作简单，原料易得，具有重要的经济效益。

Description

木板材胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明属于木板材制备技术领域，具体涉及一种木板材胶粘剂及其制备方法。
背景技术
板材一般是指厚度在2毫米以上的软质平面材料和厚度在0.5毫米以上的硬质平面材料,主要包括实木板、胶合板、金属板、混凝土板和塑料板等，最为常见的为实木板。在板材制备过程中，需要使用胶粘剂将板材粘合，常见的为采用明胶或骨胶等动物胶的粘结性来粘合。
明胶和骨胶是两种常见的工业胶，广泛用于胶粘领域。明胶是由动物皮肤、骨、肌膜、肌魅等结缔组织中的胶原部分降解而得到的白色或淡黄色、半透明、微带光泽的薄片或粉粒，是一种无色无味，无挥发性、透明坚硬的非晶体物质，可溶于热水，不溶于冷水。骨胶是在高温下直接从带矿物质的兽骨中提取的动物胶粗制品，强度高，胶粘性好。
但由于明胶和骨胶在常温下都是固体，不溶于冷水，只能在加热熔融的条件下才能变成液体使用，使用不方便，能耗高，并且熔化后的明胶和骨胶只有物理性状上的改变，在性能上并没有得到改善。现有的胶粘剂改性方法中有使用改性剂使得明胶骨胶在常温下成为液体的报道，但也仅能改变其物理性能，不能改变明胶和骨胶的耐水性、粘接性和耐老化性，限制了明胶和骨胶的使用领域。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：现有明胶和骨胶常温下不溶于水，溶于水后粘结性和耐老化性能差，制备的胶粘剂质量差等问题。
本发明解决技术问题的技术方案为：提供一种木板材胶粘剂及其制备方法，该胶粘剂以明胶或骨胶为原料，通过改性制得，其具有优异的耐水性、粘接性和耐老化性。
本发明提供一种木板材胶粘剂，其原料组成包括：按重量百分比计，水50～70％、明胶或骨胶20～30％、尿素6～10％、氢氧化钠0.2～0.5％、硼砂1.5～3％、乌洛托品2.3～5％，纤维素1～1.5％。
进一步的，上述木板材胶粘剂，其原料中的乌洛托品用硫脲代替。
其中，上述木板材胶粘剂中，所述的纤维素为微晶纤维素或羧甲基纤维素。
本发明还提供了一种上述木板材胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
a、将配方量的纤维素溶解于部分水中，搅拌均匀，制得纤维素溶液，所述的纤维素与水的重量比为1﹕10～15；
b、将配方中剩余的水加入反应釜中，再在搅拌条件下依次加入尿素、氢氧化钠、硼砂和乌洛托品，搅拌均匀后加入明胶或骨胶；
c、待步骤b得到混合溶液完全溶解呈均匀半透明状态时，加入步骤a得到的纤维素溶液，制得木板材胶粘剂。
其中，上述木板材胶粘剂的制备方法中，步骤b中所述的搅拌速度为100～200r/min。
其中，上述木板材胶粘剂的制备方法中，步骤c中加入纤维素溶液后，还可以加入滑石粉、重钙粉或面粉。
优选的，上述木板材胶粘剂的制备方法中，步骤c中加入纤维素溶液后，再加入占原料总重量15～25wt％的面粉。
本发明中，除特别说明的外，所述的百分比均为重量百分比。
本发明的有益效果为：本发明添加混合改性剂对明胶或骨胶进行改性，不仅使得明胶和骨胶在常温下可溶解于水中,还改变了溶解液体的胶粘性。本发明制备的木板材胶粘剂粘结性强，耐水性和耐老化性能都大幅提高，同时制备方法操作简单，原料易得，具有重要的经济效益。
具体实施方式
本发明提供一种木板材胶粘剂，其原料组成包括：按重量百分比计，水50～70％、明胶或骨胶20～30％、尿素6～10％、氢氧化钠0.2～0.5％、硼砂1.5～3％、乌洛托品2.3～5％，纤维素1～1.5％。
进一步的，上述木板材胶粘剂，其原料中的乌洛托品用硫脲代替。
在制备木板材胶粘剂时，明胶或骨胶为常用原料，利用明胶或骨胶溶于水后形成的纤维网状结构，使木板粘合在一起。但由于明胶或骨胶在常温下为固体，使用时必须加热，一旦降温，又会产生凝固，使用不方便。且单纯的明胶或骨胶作为胶粘剂时，粘合能力差，形成的胶膜不耐水，耐氧化性也差。
本发明的发明人通过添加复合原料对明胶或骨胶进行改性，使得明胶在常温下即为液体，并且具有良好的粘合性、耐水性和耐老化性。
发明人发现，明胶或骨胶在常温水中几乎不溶，只能成溶胀状态。加入一定量的尿素后，常温下明胶或骨胶都能完全溶解。尿素的添加剂量以6～10wt％为宜，添加量过高，影响胶粘性，加入量过低，明胶或骨胶不能完全溶解。
尿素溶解明胶或骨胶后，并不能改变明胶或骨胶的耐水性能和胶粘性能。为了使明胶或骨胶制备的胶粘剂成膜后更耐水，发明人加入了硼砂、乌洛托品和氢氧化钠。硼砂学名为Na2B4O7·10H2O，状态为含有无色晶体的白色粉末，易溶于水，硼砂与明胶或骨胶混合后，可提高明胶或骨胶的耐水性能和胶粘性，且硼砂溶解于水后呈碱性，与氢氧化钠共同作用，营造一个碱性环境，有利于乌洛托品与明胶或骨胶进行交联反应，产生憎水物质，提高胶粘剂成膜后的耐水性。乌洛托品又名六亚甲基四胺或六次甲基四胺，其为白色吸湿性粉末，发明人在研究中发现，碱性条件下，乌洛托品可以提高明胶或骨胶的胶粘性和耐水性。
进一步的，为了增加胶粘剂的粘合能力，发明人加入了纤维素进行改性，纤维素为大分子物质，其本身则会形成结构复杂的网状结构，再与明胶或骨胶混合，胶粘性更强。
其中，上述木板材胶粘剂中，所述的纤维素为微晶纤维素或羧甲基纤维素。
本发明还提供了一种上述木板材胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
a、将配方量的纤维素溶解于部分水中，搅拌均匀，制得纤维素溶液，所述的纤维素与水的重量比为1﹕10～15；
b、将配方中剩余的水加入反应釜中，再在搅拌条件下依次加入尿素、氢氧化钠、硼砂和乌洛托品，搅拌均匀后加入明胶或骨胶；
c、待步骤b得到混合溶液完全溶解呈均匀半透明状态时，加入步骤a得到的纤维素溶液，制得木板材胶粘剂。
其中，上述木板材胶粘剂的制备方法中，步骤b中所述的搅拌速度为100～200r/min。
其中，上述木板材胶粘剂的制备方法中，步骤c中加入纤维素溶液后，还可以加入滑石粉、重钙粉或面粉。
优选的，上述木板材胶粘剂的制备方法中，步骤c中加入纤维素溶液后，再加入占原料重重量15～25wt％的面粉。
本发明制备木板材胶粘剂的方法中，必须要先用部分水将纤维素进行溶解，最后再加入反应体系中。这主要是由于纤维素粘度太高，吸水性太强，在发明人试验过程中，若将其与其他助剂一起加入，由于纤维素强的吸水力，其余原料基本不能溶解，无法生产产品。因而，发明人先用部分水将纤维素溶解，剩下的水与尿素一起，共同溶解其余改性原料，最终制备得到本发明粘性强、耐水性和耐老化性能都较强的木板材胶粘剂。
下面通过实施例对本发明的具体实施方式做进一步的解释说明，但不表示将本发明的保护范围限制在实施例所述范围内。
实施例1采用本发明方法制备木板材胶粘剂
制备原料组成为：水65％、明胶或骨胶20％、尿素6％、氢氧化钠0.5％、硼砂1.5％、乌洛托品5％，纤维素1％。
具体的制备步骤为：
a、将配方量的纤维素溶解于部分水中，搅拌均匀，制得纤维素溶液，所述的纤维素与水的重量比为1﹕15；
b、将配方中剩余的水加入反应釜中，再在100r/min的搅拌条件下依次加入尿素、氢氧化钠、硼砂和乌洛托品，搅拌均匀后加入明胶或骨胶；
c、待步骤b得到混合溶液完全溶解呈均匀半透明状态时，加入步骤a得到的纤维素溶液，制得木板材胶粘剂1。
实施例2采用本发明方法制备木板材胶粘剂
制备原料组成为：水53％、明胶或骨胶30％、尿素10％、氢氧化钠0.2％、硼砂3％、硫脲2.3％，纤维素1.5％。
具体的制备步骤为：
a、将配方量的纤维素溶解于部分水中，搅拌均匀，制得纤维素溶液，所述的纤维素与水的重量比为1﹕10；
b、将配方中剩余的水加入反应釜中，再在200r/min的搅拌条件下依次加入尿素、氢氧化钠、硼砂和硫脲，搅拌均匀后加入明胶或骨胶；
c、待步骤b得到混合溶液完全溶解呈均匀半透明状态时，加入步骤a得到的纤维素溶液，制得木板材胶粘剂2。
对比例3不采用本发明方法制备木板材胶粘剂
制备原料组成为：水70％、明胶或骨胶15％、尿素5％、氢氧化钠1％、硼砂5％、乌洛托品2％，纤维素2％。
具体的制备步骤为：
a、将配方量的纤维素溶解于部分水中，搅拌均匀，制得纤维素溶液，所述的纤维素与水的重量比为1﹕10；
b、将配方中剩余的水加入反应釜中，再在100r/min的搅拌条件下依次加入尿素、氢氧化钠、硼砂和乌洛托品，搅拌均匀后加入明胶或骨胶；
c、待步骤b得到混合溶液完全溶解呈均匀半透明状态时，加入步骤a得到的纤维素溶液，制得木板材胶粘剂3。
对比例4不采用本发明方法制备木板材胶粘剂
制备原料同实施例1；
具体的制备步骤为：
a、将配方中剩余的水加入反应釜中，再在100r/min的搅拌条件下依次加入尿素、氢氧化钠、硼砂和乌洛托品，搅拌均匀后加入明胶或骨胶；
b、待步骤a得到混合溶液完全溶解呈均匀半透明状态时，加入纤维素，制得木板材胶粘剂4。
对实施例和对比例中制备得到的木板材胶粘剂进行性能测定，得到如下表1所示的实验结果。
木破率的测定方法采用GB/T 33333-2016的方法进行,耐水性能测定方法按GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中的规定进行测定,分别采用常温水(20±5℃)和中温水(63±3℃)进行浸泡，考察是否开胶以及开胶时间。
表1不同方法制备的胶粘剂性能表
由试验结果可知，采用本发明方法改性后的明胶或骨胶胶粘剂，在常温下即为液态，使用方便简单；还具有很好的粘合性，木破率在90％以上；同时耐水性和耐老化性能好，能在中温水(63±3℃)中浸泡3h不开胶，耐水性能大大优化，具有重要的效益。

Claims (7)

1.木板材胶粘剂，其特征在于，其原料组成包括：按重量百分比计，水50～70％、明胶或骨胶20～30％、尿素6～10％、氢氧化钠0.2～0.5％、硼砂1.5～3％、乌洛托品2.3～5％，纤维素1～1.5％。
2.根据权利要求1所述的木板材胶粘剂，其特征在于：其原料中的乌洛托品用硫脲代替。
3.根据权利要求1所述的木板材胶粘剂，其特征在于：所述的纤维素为微晶纤维素或羧甲基纤维素。
4.权利要求1～3任一项所述的木板材胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将配方量的纤维素溶解于部分水中，搅拌均匀，制得纤维素溶液，所述的纤维素与水的重量比为1﹕10～15；
b、将配方中剩余的水加入反应釜中，再在搅拌条件下依次加入尿素、氢氧化钠、硼砂和乌洛托品，搅拌均匀后加入明胶或骨胶；
c、待步骤b得到混合溶液完全溶解呈均匀半透明状态时，加入步骤a得到的纤维素溶液，制得木板材胶粘剂。
5.根据权利要求4所述的木板材胶粘剂的制备方法，其特征在于：步骤b中所述的搅拌速度为100～200r/min。
6.根据权利要求4所述的木板材胶粘剂的制备方法，其特征在于：步骤c中加入纤维素溶液后，还可以加入滑石粉、重钙粉或面粉。
7.根据权利要求4所述的木板材胶粘剂的制备方法，其特征在于：步骤c中加入纤维素溶液后，再加入占原料总重量15～25wt％的面粉。
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