CN107892888A - 一种高韧性木材胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高韧性木材胶黏剂，包括以下按重量百分比计的原料：聚醋酸乙烯乳液65～75％，改性PVA3‑5％，端羟基聚丁二烯5‑10％，去离子水10～20％，助剂0.5～2％，交联剂A0.5～1％，交联剂B3～6％；本发明还公开了上述高韧性木材胶黏剂的制备方法。本发明的木材胶黏剂稳定性好，固化速度快，施工方便，生产效率高，固化后兼具优异的韧性、较高的压缩剪切强度及良好的耐融冻性和耐水性。

Description

一种高韧性木材胶黏剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种木材胶黏剂，尤其涉及一种高韧性木材胶黏剂及其制备方法。
背景技术
我国木质材料供应随着木材原料市场的变化，已由传统的实木为主转向以胶接木质材料为主。传统的木材胶黏剂以脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂等廉价的醛类胶黏剂为主导，对木材含水率要求非常严格，而且使用时会产生有毒的甲醛，对人体健康和自然环境造成危害。随着人们室内环境安全与环保意识的提高，工业用无醛木材胶黏剂越来越受到重视。
目前研究与应用较多的工业用无醛木材胶黏剂主要有淀粉胶黏剂、大豆蛋白胶黏剂、水性高分子-异氰酸酯胶黏剂。其中，前二者使用方便、原料来源丰富、价格低廉、无毒环保，但存在胶接强度低、初黏性差、易霉变、耐热及耐腐蚀性能差等缺陷，尤其存在耐水性差的问题，单独使用难以达到使用要求。比较而言，水性高分子-异氰酸酯胶黏剂不含甲醛，对原材料的含水率要求较宽松，而且施工方便、粘接强度高、性能可调，虽然目前占据的市场份额较少，但随着人们环保意识与健康意识的增强，环保、可持续发展的新型木材胶黏剂将会越来越受到重视。
水性高分子－异氰酸酯胶黏剂以水溶性高分子(PVA乳液)、乳液(丁苯胶乳、聚丙烯酸酯、EVA、PVAc等)为主要成份，以多官能团的异氰酸酯化合物为交联剂，二者聚合产生三维交联结构，使耐水性大幅度提高，然而异氰酸酯反应活性高，存在适用期短的问题，改性异氰酸酯交联剂能延长其适用期，但是反应速度慢，且难以做到强度与韧性的均衡。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种高韧性木材胶黏剂及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高韧性木材胶黏剂，包括以下按重量百分比计的原料：
聚醋酸乙烯乳液 65～75％，
改性PVA 3-5％，
端羟基聚丁二烯 5-10％，
去离子水 10～20％，
助剂 0.5～2％，
交联剂A 0.5～1％，
交联剂B 3～6％。
优选地，所述聚醋酸乙烯乳液的固含量为50％-60％。
优选地，所述改性PVA为聚乙烯醇缩丁醛。
优选地，所述端羟基聚丁二烯的分子量为2000-3500，官能度为2-2.5。
优选地，所述助剂包括消泡剂、防腐剂、触变剂中的至少一种，进一步优选地，所述消泡剂为矿物油，防腐剂为苯并唑啉酮类，触变剂为气相二氧化硅或有机膨润土。
优选地，所述交联剂A为多亚甲基苯基异氰酸酯，交联剂B为多亚甲基多苯基异氰酸酯，采用这两种活性不同的异氰酸酯交联剂复配可以增强胶接强度，延长胶液适用期。
进一步优选地，所述高韧性木材胶黏剂包括以下按重量百分比计的原料：
聚醋酸乙烯乳液 65～75％，
改性PVA 3-5％，
端羟基聚丁二烯 5-10％，
去离子水 10～20％，
消泡剂 0.2～0.5％，
防腐剂 0.2～0.5％，
触变剂 0.5～1％，
交联剂A 0.5～1％，
交联剂B 3～6％。
一种制备上述高韧性木材胶黏剂的方法，包括以下步骤：
(1)按重量比称取原料，将去离子水加入反应釜，在100-300r/min的搅拌速率下缓慢加入部分助剂、端羟基聚丁二烯、改性PVA；
(2)保持搅拌速率不变，将温度升至70-90℃，缓慢加入交联剂A，而后恒温恒速搅拌1-3h，再降温至50-70℃，加入聚醋酸乙烯乳液，在200-500r/min的搅拌速率下搅拌20-50min；
(3)在步骤(1)的转速下将交联剂B缓慢加入步骤(2)制得的混合物中，搅拌1-3h，再加入余下的助剂，在500-1000r/min的搅拌速率下搅拌40-90min；
(4)取样检测，过滤，出料包装。
本发明的有益效果：
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明的改性PVA羟基含量较PVA少，在提高胶黏剂稳定性的同时能进一步改善耐水性，同时羟基含量的减少使其与水分子的氢键作用降低，因而稠度增加幅度降低，减少了消泡剂的用量；本发明的端羟基聚丁二烯不含醚或酯键，耐水解性好，同时韧性优异，与固化剂反应活性高，可明显改善韧性；
(2)本发明采用两种固化剂复配，并与端羟基聚丁二烯配合使用，产品稳定性好，能在短时间内达到定位粘接强度，生产效率高；
(3)本发明的木材胶黏剂交联度可控，固化后兼具优异的韧性、较高的压缩剪切强度及良好的耐融冻性能，且为单组分，不需要现场混胶，施工方便。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
以上原料均为商购得到，其中改性PVA为聚乙烯醇缩丁醛，消泡剂为矿物油，防腐剂为苯并唑啉酮类，触变剂为气相二氧化硅，交联剂A为多亚甲基苯基异氰酸酯，交联剂B为多亚甲基多苯基异氰酸酯。
按以上重量比称取原料，将去离子水加入反应釜，在100r/min的搅拌速率下缓慢加入消泡剂、端羟基聚丁二烯、改性PVA，保持搅拌速率不变，将温度升至80℃，缓慢加入交联剂A，而后恒温恒速搅拌2h，再降温至60℃，加入聚醋酸乙烯乳液，在500r/min的搅拌速率下搅拌30min，缓慢加入交联剂B，搅拌2h，再加入触变剂、防腐剂，在800r/min的搅拌速率下搅拌1h，取样检测，过滤，出料包装。

Claims (8)

1.一种高韧性木材胶黏剂，其特征在于，包括以下按重量百分比计的原料：
聚醋酸乙烯乳液 65～75％，
改性PVA 3-5％，
端羟基聚丁二烯 5-10％，
去离子水 10～20％，
助剂 0.5～2％，
交联剂A 0.5～1％，
交联剂B 3～6％。
2.根据权利要求1所述的高韧性木材胶黏剂，其特征在于，所述聚醋酸乙烯乳液的固含量为50％-60％。
3.根据权利要求1所述的高韧性木材胶黏剂，其特征在于，所述改性PVA为聚乙烯醇缩丁醛。
4.根据权利要求1所述的的高韧性木材胶黏剂，其特征在于，所述端羟基聚丁二烯的分子量为2000-3500，官能度为2-2.5。
5.根据权利要求1所述的高韧性木材胶黏剂，其特征在于，所述助剂包括消泡剂、防腐剂、触变剂中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的高韧性木材胶黏剂，其特征在于，所述消泡剂为矿物油，防腐剂为苯并唑啉酮类，触变剂为气相二氧化硅或有机膨润土。
7.根据权利要求1所述的高韧性木材胶黏剂，其特征在于，所述交联剂A为多亚甲基苯基异氰酸酯，交联剂B为多亚甲基多苯基异氰酸酯。
8.一种制备权利要求1-7任一项所述的高韧性木材胶黏剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量比称取原料，将去离子水加入反应釜，在100-300r/min的搅拌速率下缓慢加入部分助剂、端羟基聚丁二烯、改性PVA；
(2)保持搅拌速率不变，将温度升至70-90℃，缓慢加入交联剂A，而后恒温恒速搅拌1-3h，再降温至50-70℃，加入聚醋酸乙烯乳液，在200-500r/min的搅拌速率下搅拌20-50min；
(3)在步骤(1)的转速下将交联剂B缓慢加入步骤(2)制得的混合物中，搅拌1-3h，再加入余下的助剂，在500-1000r/min的搅拌速率下搅拌40-90min；
(4)取样检测，过滤，出料包装。
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