CN108251031A - 一种抗拉伸型拼板胶 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗拉伸型拼板胶，属于粘结剂技术领域。本发明将芥末油与阿拉伯胶液按体积比1：20～1：30搅拌混合，再加入阿拉伯胶液体积5～8倍的硫酸钠溶液搅拌混合，降温，随后加入芥末油体积1～2倍的甲醛溶液，调节pH，静置固化，过滤，干燥，即得改性微囊；将过氧化钠与熔融石蜡按质量比1：5～1：10搅拌混合，冷冻粉碎，即得包覆过氧化钠；将胶黏剂，固化剂，玻璃纤维，改性微囊，包覆过氧化钠，硅烷偶联剂，乳化剂，氧化石墨烯粉和水搅拌混合，即得抗拉伸型拼板胶。本发明技术方案制备的抗拉伸型拼板胶具有优异的抗拉伸剪切性能及耐水性的特点。

Description

一种抗拉伸型拼板胶
技术领域
本发明公开了一种抗拉伸型拼板胶，属于粘结剂技术领域。
背景技术
随着木材加工业、家具制造业新工艺新品种的日益发展，对其所用的胶粘剂也提出了新的要求。利用窄的板料借边面胶合以增加宽度，要求胶粘剂具有良好的耐水性及胶接强度。目前，用于这方面的胶粘剂大部分都是主剂外加固化剂的双组份拼板胶。拼板胶的使用市场较大，从市场调查情况看，很多木材类企业大都使用进口或合资企业生产的拼板胶，其胶接产品也多数出口销售。
目前普遍用于各种木制品家具和装潢装修行业的胶黏剂主要有脲醛、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛胶（即三醛胶），聚醋酸乙烯酯乳液（白胶）。脲醛、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛胶（即三醛胶）产品的主要配方原料有：尿素、甲醛、三聚氰胺、催化剂和水。以上原料反应合成三醛胶的过程中，甲醛释放量高、严重污染了空气环境，对人体的危害相当大。另外三醛胶的胶层脆性大、使用寿命短。聚醋酸乙烯酯乳液（白胶）产品的主要原料有醋酸乙烯酯、聚乙烯醇树脂，OP引发剂、二丁酯增塑剂、小苏打、水。以上原料反应聚合而成的主剂跟固化剂反应固化后胶膜层软性大、防冻性能差、不耐水、不耐热。拼接后易脱胶、开裂。此种拼板胶的主剂为聚醋酸乙烯酯乳液，固化剂一般为异氰酸酯、其残留有毒性。目前市场大多为此种双组份拼板胶，现配现用，倘若超过胶的使用期限（通常为2～4小时），拼板胶会凝固失效，造成损失。
因此，如何改善传统拼板胶耐水性差，力学性能及抗拉伸剪切性能不佳的缺点，以获取更高综合性能的拼板胶，是其推广与应用于更广阔的领域，满足工业生产需求亟待解决的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统拼板胶耐水性差，力学性能及抗拉伸剪切性能不佳的缺点，提供了一种抗拉伸型拼板胶。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种抗拉伸型拼板胶，是由以下重量份数的原料组成：30～40份胶黏剂，10～20份固化剂，20～30份玻璃纤维，10～20份改性微囊，10～20份包覆过氧化钠，5～6份硅烷偶联剂，8～10份乳化剂，8～10份氧化石墨烯粉，40～60份水；
所述抗拉伸型拼板胶的制备过程为：按原料组成称量各原料，将胶黏剂，固化剂，玻璃纤维，改性微囊，包覆过氧化钠，硅烷偶联剂，乳化剂，氧化石墨烯粉和水搅拌混合，即得抗拉伸型拼板胶。
所述胶黏剂为环氧树脂E-42，环氧树脂E-44或环氧树脂E-52中的任意一种。
所述固化剂为二己基三胺，二乙氨基丙胺或三乙烯四胺中的任意一种。
所述改性微囊的制备过程为：将芥末油与阿拉伯胶液按体积比1：20～1：30搅拌混合，再加入阿拉伯胶液体积5～8倍的硫酸钠溶液搅拌混合，降温，随后加入芥末油体积1～2倍的甲醛溶液，调节pH，静置固化，过滤，干燥，即得改性微囊；所述阿拉伯胶液的制备过程为：将阿拉伯胶粉与水按质量比1：50～1：100混合溶胀后，加热搅拌混合，即得阿拉伯胶液。
所述包覆过氧化钠的制备过程为：将过氧化钠与熔融石蜡按质量比1：5～1：10搅拌混合，冷冻粉碎，即得包覆过氧化钠。
所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。
所述乳化剂为乳化剂OP-10，十二烷基苯磺酸钠或聚丙烯酸钠中任意一种。
所述氧化石墨烯粉的制备过程为：将石墨烯粉与高锰酸钾溶液按质量比1：50～1：100混合，滴加硫酸调节pH，过滤，洗涤，干燥，即得氧化石墨烯粉。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过添加包覆过氧化钠和改性微囊，在加热固化过程中，包覆过氧化钠表面石蜡受热熔融，一方面，熔融的石蜡可上浮且覆盖在体系的表面，起到前期的防水作用，另一方面，内部的过氧化钠得以暴露，过氧化钠与水反应，生成氢氧化钠与氧气，生成的氢氧化钠与玻璃纤维表面的二氧化硅反应，生成硅酸钠，硅酸钠的生成使得玻璃纤维间的粘结力增强，形成玻璃纤维网，从而增强体系的力学性能，再次，在拼接过程中，改性微囊受挤压力而破裂，使得微囊中的芥末油渗出，氧气可促使芥末油固化，进一步提升了体系的力学性能，另外，体系中的水分被消耗，使得胶结处气压减小，在大气压的作用下，使得板间结合强度得到提升，从而进一步提升体系的力学性能和耐水性能；
（2）本发明通过添加氧化石墨烯，由于石墨烯中含有大量羧基，能够与多元胺发生反应，反应生成的产物，一方面，继承了多元胺硬化速度快的优点，另一方面，且由于引入大量氨基和羧基的硬化基团，提升了环氧树脂固化后的剪切强度。
具体实施方式
将阿拉伯胶粉与水按质量比1：50～1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20～30min后，静置溶胀3～4h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为40～65℃，转速为400～500r/min条件下，加热搅拌溶解40～50min，即得阿拉伯胶液；将芥末油与阿拉伯胶液按体积比1：20～1：30置于三口烧瓶中，于转速为300～500r/min条件下，搅拌混合20～30min，再向三口烧瓶中加入阿拉伯胶液体积5～8倍的质量分数为10～20%的硫酸钠溶液，于转速为200～300r/min条件下，搅拌混合20～30min，随后将三口烧瓶置于冰水浴中，将三口烧瓶中的温度为降至10～15℃，随后向三口烧瓶中加入芥末油体积1～2倍的质量分数为10～20%的甲醛溶液，接着向三口烧瓶中加入质量分数为20～30%的氨水调节pH至9.0～9.5，随后静置固化4～5h，得混合液，再将混合液过滤，得滤渣，随后将滤渣置于真空冷冻干燥箱中干燥，即得改性微囊；将石蜡置于坩埚中，于温度为40～60℃条件下，加热至完全融化，得熔融石蜡，将过氧化钠与熔融石蜡按质量比1：5～1：10置于2号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合10～20min，得混合浆液，再将混合浆液置于冷冻粉碎机中冷冻粉碎，即得包覆过氧化钠；将石墨烯粉与质量分数为10～20%的高锰酸钾溶液按质量比1：50～1：100置于3号烧杯中，随后用胶头滴管向3号烧杯中滴加质量分数为40～50%的硫酸调节pH至4.3～4.6，得混合浆料，再将混合浆料过滤，得滤饼，随后用去离子水将滤饼洗涤3～5次，接着将洗涤后的滤饼置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，即得氧化石墨烯粉；按重量份数计，将30～40份胶黏剂，10～20份固化剂，20～30份玻璃纤维，10～20份改性微囊，10～20份包覆过氧化钠，5～6份硅烷偶联剂，8～10份乳化剂，8～10份氧化石墨烯粉，40～60份水置于混料机中，于转速为100～200r/min条件下，搅拌混合40～60min，即得抗拉伸型拼板胶。所述胶黏剂为环氧树脂E-42，环氧树脂E-44或环氧树脂E-52中的任意一种。所述固化剂为二己基三胺，二乙氨基丙胺或三乙烯四胺中的任意一种。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。所述乳化剂为乳化剂OP-10，十二烷基苯磺酸钠或聚丙烯酸钠中任意一种。
实例1
将阿拉伯胶粉与水按质量比1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为65℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得阿拉伯胶液；将芥末油与阿拉伯胶液按体积比1：30置于三口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合30min，再向三口烧瓶中加入阿拉伯胶液体积8倍的质量分数为20%的硫酸钠溶液，于转速为300r/min条件下，搅拌混合30min，随后将三口烧瓶置于冰水浴中，将三口烧瓶中的温度为降至15℃，随后向三口烧瓶中加入芥末油体积2倍的质量分数为20%的甲醛溶液，接着向三口烧瓶中加入质量分数为30%的氨水调节pH至9.5，随后静置固化5h，得混合液，再将混合液过滤，得滤渣，随后将滤渣置于真空冷冻干燥箱中干燥，即得改性微囊；将石蜡置于坩埚中，于温度为60℃条件下，加热至完全融化，得熔融石蜡，将过氧化钠与熔融石蜡按质量比1：10置于2号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20min，得混合浆液，再将混合浆液置于冷冻粉碎机中冷冻粉碎，即得包覆过氧化钠；将石墨烯粉与质量分数为20%的高锰酸钾溶液按质量比1：100置于3号烧杯中，随后用胶头滴管向3号烧杯中滴加质量分数为50%的硫酸调节pH至4.6，得混合浆料，再将混合浆料过滤，得滤饼，随后用去离子水将滤饼洗涤5次，接着将洗涤后的滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得氧化石墨烯粉；按重量份数计，将40份胶黏剂，20份固化剂，30份玻璃纤维，20份改性微囊，20份包覆过氧化钠，6份硅烷偶联剂，10份乳化剂，10份氧化石墨烯粉，60份水置于混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合60min，即得抗拉伸型拼板胶。所述胶黏剂为环氧树脂E-42。所述固化剂为二己基三胺。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述乳化剂为乳化剂OP-10。
实例2
将阿拉伯胶粉与水按质量比1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为65℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得阿拉伯胶液；将石蜡置于坩埚中，于温度为60℃条件下，加热至完全融化，得熔融石蜡，将过氧化钠与熔融石蜡按质量比1：10置于2号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20min，得混合浆液，再将混合浆液置于冷冻粉碎机中冷冻粉碎，即得包覆过氧化钠；将石墨烯粉与质量分数为20%的高锰酸钾溶液按质量比1：100置于3号烧杯中，随后用胶头滴管向3号烧杯中滴加质量分数为50%的硫酸调节pH至4.6，得混合浆料，再将混合浆料过滤，得滤饼，随后用去离子水将滤饼洗涤5次，接着将洗涤后的滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得氧化石墨烯粉；按重量份数计，将40份胶黏剂，20份固化剂，30份玻璃纤维，20份包覆过氧化钠，6份硅烷偶联剂，10份乳化剂，10份氧化石墨烯粉，60份水置于混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合60min，即得抗拉伸型拼板胶。所述胶黏剂为环氧树脂E-42。所述固化剂为二己基三胺。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述乳化剂为乳化剂OP-10。
实例3
将阿拉伯胶粉与水按质量比1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为65℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得阿拉伯胶液；将芥末油与阿拉伯胶液按体积比1：30置于三口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合30min，再向三口烧瓶中加入阿拉伯胶液体积8倍的质量分数为20%的硫酸钠溶液，于转速为300r/min条件下，搅拌混合30min，随后将三口烧瓶置于冰水浴中，将三口烧瓶中的温度为降至15℃，随后向三口烧瓶中加入芥末油体积2倍的质量分数为20%的甲醛溶液，接着向三口烧瓶中加入质量分数为30%的氨水调节pH至9.5，随后静置固化5h，得混合液，再将混合液过滤，得滤渣，随后将滤渣置于真空冷冻干燥箱中干燥，即得改性微囊；将石墨烯粉与质量分数为20%的高锰酸钾溶液按质量比1：100置于3号烧杯中，随后用胶头滴管向3号烧杯中滴加质量分数为50%的硫酸调节pH至4.6，得混合浆料，再将混合浆料过滤，得滤饼，随后用去离子水将滤饼洗涤5次，接着将洗涤后的滤饼置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得氧化石墨烯粉；按重量份数计，将40份胶黏剂，20份固化剂，30份玻璃纤维，20份改性微囊，6份硅烷偶联剂，10份乳化剂，10份氧化石墨烯粉，60份水置于混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合60min，即得抗拉伸型拼板胶。所述胶黏剂为环氧树脂E-42。所述固化剂为二己基三胺。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述乳化剂为乳化剂OP-10。
实例4
将阿拉伯胶粉与水按质量比1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为65℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得阿拉伯胶液；将芥末油与阿拉伯胶液按体积比1：30置于三口烧瓶中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合30min，再向三口烧瓶中加入阿拉伯胶液体积8倍的质量分数为20%的硫酸钠溶液，于转速为300r/min条件下，搅拌混合30min，随后将三口烧瓶置于冰水浴中，将三口烧瓶中的温度为降至15℃，随后向三口烧瓶中加入芥末油体积2倍的质量分数为20%的甲醛溶液，接着向三口烧瓶中加入质量分数为30%的氨水调节pH至9.5，随后静置固化5h，得混合液，再将混合液过滤，得滤渣，随后将滤渣置于真空冷冻干燥箱中干燥，即得改性微囊；将石蜡置于坩埚中，于温度为60℃条件下，加热至完全融化，得熔融石蜡，将过氧化钠与熔融石蜡按质量比1：10置于2号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20min，得混合浆液，再将混合浆液置于冷冻粉碎机中冷冻粉碎，即得包覆过氧化钠；按重量份数计，将40份胶黏剂，20份固化剂，30份玻璃纤维，20份改性微囊，20份包覆过氧化钠，6份硅烷偶联剂，10份乳化剂，60份水置于混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合60min，即得抗拉伸型拼板胶。所述胶黏剂为环氧树脂E-42。所述固化剂为二己基三胺。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述乳化剂为乳化剂OP-10。
对比例：上海某科技股份有限公司生产的拼板胶。
将实例1至4所得的抗拉伸型拼板胶及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
抗拉伸剪切性能及耐水性：参照GB/T 17517压缩剪切强度试验方法（木材与木材）对试件干状剪切强度和湿状剪切强度进行检测；
具体检测结果如表1所示：
表1：抗拉伸剪切性能及耐水性具体检测结果
由表1检测结果可知，本发明技术方案制备的抗拉伸型拼板胶具有优异的抗拉伸剪切性能及耐水性的特点，在拼板胶行业的发展中具有广阔的前景。

Claims (8)

1.一种抗拉伸型拼板胶，其特征在于：是由以下重量份数的原料组成：30～40份胶黏剂，10～20份固化剂，20～30份玻璃纤维，10～20份改性微囊，10～20份包覆过氧化钠，5～6份硅烷偶联剂，8～10份乳化剂，8～10份氧化石墨烯粉，40～60份水；
所述抗拉伸型拼板胶的制备过程为：按原料组成称量各原料，将胶黏剂，固化剂，玻璃纤维，改性微囊，包覆过氧化钠，硅烷偶联剂，乳化剂，氧化石墨烯粉和水搅拌混合，即得抗拉伸型拼板胶。
2.根据权利要求1所述一种抗拉伸型拼板胶，其特征在于：所述胶黏剂为环氧树脂E-42，环氧树脂E-44或环氧树脂E-52中的任意一种。
3.根据权利要求1所述一种抗拉伸型拼板胶，其特征在于：所述固化剂为二己基三胺，二乙氨基丙胺或三乙烯四胺中的任意一种。
4.根据权利要求1所述一种抗拉伸型拼板胶，其特征在于：所述改性微囊的制备过程为：将芥末油与阿拉伯胶液按体积比1：20～1：30搅拌混合，再加入阿拉伯胶液体积5～8倍的硫酸钠溶液搅拌混合，降温，随后加入芥末油体积1～2倍的甲醛溶液，调节pH，静置固化，过滤，干燥，即得改性微囊；所述阿拉伯胶液的制备过程为：将阿拉伯胶粉与水按质量比1：50～1：100混合溶胀后，加热搅拌混合，即得阿拉伯胶液。
5.根据权利要求1所述一种抗拉伸型拼板胶，其特征在于：所述包覆过氧化钠的制备过程为：将过氧化钠与熔融石蜡按质量比1：5～1：10搅拌混合，冷冻粉碎，即得包覆过氧化钠。
6.根据权利要求1所述一种抗拉伸型拼板胶，其特征在于：所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。
7.根据权利要求1所述一种抗拉伸型拼板胶，其特征在于：所述乳化剂为乳化剂OP-10，十二烷基苯磺酸钠或聚丙烯酸钠中任意一种。
8.根据权利要求1所述一种抗拉伸型拼板胶，其特征在于：所述氧化石墨烯粉的制备过程为：将石墨烯粉与高锰酸钾溶液按质量比1：50～1：100混合，滴加硫酸调节pH，过滤，洗涤，干燥，即得氧化石墨烯粉。
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