CN108285763B - 一种环保建筑粘合剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种环保建筑粘合剂的制备方法，其包括以下步骤：1）将阿拉伯胶份和虫胶倒入到搅拌锅中，在加压情况下进行加热搅拌处理，制得粘稠液体；2）将萜烯树脂、松香甘油酯、松节油、硅酸铝粉末、白炭黑等起倒入到搅拌罐中进行搅拌处理，制得混合物；3）将步骤2）制得的乳化物倒入到步骤1)制得的粘稠液体中，不断搅拌，直至物料降至常温，然后加入乙醇并进行乳化搅拌处理，即得粘合剂。该环保建筑粘合剂残留甲醛量极低，不影响人类的健康，有利于环境的保护。

Description

一种环保建筑粘合剂的制备方法

技术领域

本发明属于环保建筑粘合剂技术领域，具体涉及一种环保建筑粘合剂的制备方法。

背景技术

建筑粘合剂是建筑工程上必不可少的材料，使用范围很广泛。随着经济的发展合成建筑粘合剂越来越多地应用于各个领域。在建筑装饰装修过程中，主要用于板材粘结，墙面预处理，壁纸粘贴，陶瓷墙地砖、各种地板、地毯铺设粘结等方面，增加了防水性、密封性、弹性、抗冲击性等一系列性能，这不仅可以提高建筑装饰质量，增加美观舒适感，还可以改进施工工艺，提高建筑施工效率和质量等。

在目前使用的粘合剂中，许多为溶剂类的三醛胶，由于游离醛的存在，对环境污染造成很大的影响，人类长期接触还会造成恶性肿瘤的危害。其中，最常使用的粘胶剂为聚乙烯醇缩甲醛胶，俗称107胶即改进后的801胶，该粘胶剂是由聚乙烯醇通过缩醛反应制成的，其残留的游离甲醛量较大。为了降低现有粘胶剂中的甲醛含量，环保性一般，而且还可能危及到使用者的健康。

发明内容

本发明的目的在于提供一种残留甲醛量极低的环保建筑粘合剂的制备方法，以解决上述背景技术中存在的建筑粘合剂含有甲醛较多、材料不环保、对人体有害的问题。

本发明要解决的技术问题是提供一种残留甲醛量极低的环保建筑粘合剂的制备方法。为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种环保建筑粘合剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

1）将阿拉伯胶5-9份和虫胶25-32份倒入到搅拌锅中，在加压情况下进行加热搅拌处理，加热温度W1为50-60℃，搅拌速度R1为20-30r/min，施压压力P1为50-70MPa，加热搅拌时间T1为20-30min，制得粘稠液体，备用；

2）将萜烯树脂172-186份、松香甘油酯80-97份、松节油24-57份、硅酸铝粉末4-6份、白炭黑2-4份、磷酸氢锆5-7份、单宁1-3份、焦磷酸钾2-4份、羟乙基纤维素10-12份、乳酸钾3-5份、乳酸钠2-4份、双乙酸钠1-4份、碳化硅晶须6-9份和乳酸丁酯5-8份一起倒入到搅拌罐中进行搅拌处理，其中，搅拌速度R2为120-150r/min，搅拌时间T2为2-3h，处理温度W2为50-60℃，制得混合物，备用；

3）将步骤2）制得的乳化物倒入到步骤1)制得的粘稠液体中，不断搅拌，直至物料降至常温，然后加入乙醇6-8份并进行乳化搅拌处理，其中，乳化搅拌处理的搅拌速度R2为300-500r/min，乳化时间T2为3-5h，即得粘合剂。

优选的，所述步骤1）的加热搅拌处理，加热温度为55℃，搅拌速度为25r/min，施压压力为60MPa，加热搅拌时间为25min。

优选的，所述步骤2)的搅拌处理的搅拌速度为140r/min，搅拌时间为2.5h，处理温度为55℃。

优选的，所述乳化搅拌处理的搅拌速度为400r/min，乳化时间为4h。

优选的，为了使阿拉伯胶和虫胶完全融合在一起，起到协同作用，提高所述的环保建筑粘合剂的性能，在所述的步骤1)中，加热温度W1(单位℃)、搅拌速度R1(单位 r/min)、施压压力P1(单位MPa)、加热搅拌时间T1(单位min)满足以下关系：

其中，上式(1)中只进行数值计算。

优选的，为了使萜烯树脂、松香甘油酯、松节油、硅酸铝粉末、白炭黑、磷酸氢锆、单宁、焦磷酸钾、羟乙基纤维素、乳酸钾、乳酸钠、双乙酸钠、碳化硅晶须和乳酸丁酯更好的混合，起到协同作用，提高所述的环保建筑粘合剂的性能，在所述的步骤2）中，所述的搅拌速度R2（单位r/min）、搅拌时间T2（单位h），处理温度W2（单位℃）满足以下关系：

R2=T2·W2 （2）

其中，上式（2）中只进行数值计算。

所述的一种环保建筑粘合剂包括以下重量份数配比的原料：松香甘油酯80-97份、虫胶25-32份、萜烯树脂172-186份、松节油24-57份、硅酸铝粉末4-6份、白炭黑2-4份、磷酸氢锆5-7份、单宁1-3份、焦磷酸钾2-4份、乙醇6-8份、羟乙基纤维素10-12份、阿拉伯胶5-9份、乳酸钾3-5份、乳酸钠2-4份、双乙酸钠1-4份、碳化硅晶须6-9份和乳酸丁酯5-8份。

优选的，包括以下重量份数配比的原料：松香甘油酯80份、虫胶25份、萜烯树脂172份、松节油24份、硅酸铝粉末4份、白炭黑2份、磷酸氢锆5份、单宁1份、焦磷酸钾2份、乙醇6份、羟乙基纤维素10份、阿拉伯胶5份、乳酸钾3份、乳酸钠2份、双乙酸钠1份、碳化硅晶须6份和乳酸丁酯5份。

优选的，包括以下重量份数配比的原料：松香甘油酯97份、虫胶32份、萜烯树脂186份、松节油57份、硅酸铝粉末6份、白炭黑4份、磷酸氢锆7份、单宁3份、焦磷酸钾4份、乙醇8份、羟乙基纤维素12份、阿拉伯胶9份、乳酸钾5份、乳酸钠4份、双乙酸钠4份、碳化硅晶须9份和乳酸丁酯8份。

优选的，包括以下重量份数配比的原料：松香甘油酯90份、虫胶28份、萜烯树脂180份、松节油35份、硅酸铝粉末5份、白炭黑3份、磷酸氢锆6份、单宁2份、焦磷酸钾3份、乙醇7份、羟乙基纤维素11份、阿拉伯胶7份、乳酸钾4份、乳酸钠3份、双乙酸钠2份、碳化硅晶须8份和乳酸丁酯7份。

优选的，所述松香甘油酯为液态松香甘油酯。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明通过采用了天然树脂和食品级的材料，环保性好，残留的游离甲醛量极少。

（2）本发明通过采用了碳化硅晶须、白炭黑、硅酸铝粉末和磷酸氢锆复配，使得粘结后形成复合材料体，可以增加整体的韧性和拉伸程度，提升材料的稳定性，抗氧化性和抗老化性，同时增加了复合材料的耐摩擦性，耐酸碱性和耐高温性。

（3）以下是环保建筑粘合剂的原料的效果：

松香甘油酯：与松香相比酸值显著降低，发脆性和发粘性减小，耐候性得以改善，不再对金属有腐蚀作用。可以起到增粘的作用，不会使胶液变深色，抗氧化性和热稳定性好，耐老化，与萜烯树脂相容。

虫胶：天然胶，紫胶树脂粘着力强，光泽好，对紫外线稳定，电绝缘性能良好，兼有热塑性和热固性，能溶于醇和碱，耐油、耐酸，对人无毒、无刺激，可用作清漆、抛光剂、胶粘剂、绝缘材料和模铸材料等。

萜烯树脂：是一些热塑性嵌段共聚物具有色浅、低气味、高硬度、高附着力、抗氧化性和热稳定性好，相容性和溶解性好等优点。

松节油：与萜烯树脂相容性好，具有挥发性，做溶剂。

硅酸铝粉末：低导热率优良的热稳定性及化学稳定性，不含腐蚀性物质，用作胶黏剂的填充剂，能够提高硬度、白度、耐磨性、耐候性、贮存稳定性。

白炭黑：耐高温、不燃、无味、无嗅、具有很好的电绝缘性，白炭黑同时具有超强的粘附力、抗撕裂及耐热抗老化性能，用在天然橡胶制成的胶粘剂中，提供了触变性和补强性，同时由于其伸展性还可以提高粘着力。

磷酸氢锆：可以增加附着力，流平性，分散性，耐高温性，耐酸碱性，稳定性，去除涂料的有害气味，增强减摩耐磨能力，增长使用寿命等优点，具有的独特抗菌抑菌作用。

单宁：单宁对多种细菌、真菌和微生物有显著的抑制效果，起到防腐作用。

焦磷酸钾：焦磷酸根离子对于微细分散的固体具有很强的分散能力，能促进其他填充物的均一混合。

乙醇：易挥发的无色透明溶剂。

羟乙基纤维素：具有良好的增稠、悬浮、分散、乳化、粘合、成膜、保护水分和提供保护胶体的特性。

阿拉伯胶：天然胶，是一种安全无害的增稠剂，具有良好的乳化特性。

乳酸钾：为透明无色或基本无色的黏稠液体，作为抗氧化剂及增效剂。

乳酸钠：能与乙醇溶合，做乳化剂、抗氧化增效剂，而且具有防腐效果。

双乙酸钠：为白色结晶，带有醋酸气味，双乙酸钠主要靠分解的分子态乙酸起抗菌作用，其对细菌和霉菌有良好的抑制能力。

碳化硅晶须：有一定长径比的单晶纤维，它具有相当好的抗高温性能和很高强度，与白炭黑、硅酸铝粉末和磷酸氢锆复配粘结后形成复合材料体，可以增加整体的韧性和拉伸程度，提升材料的稳定性，抗氧化性和抗老化性，同时增加了复合材料的耐摩擦性，耐酸碱性和耐高温性等优点。

乳酸丁酯：用于合成树脂、粘合剂等方面，能溶解天然树脂。

（4）本发明通过在所述的步骤1）中设置加热温度W1、搅拌速度R1、施压压力P1、加热搅拌时间T1之间满足的关系，使阿拉伯胶和虫胶完全融合在一起，起到协同作用，提高所述的环保建筑粘合剂的性能。

（5）本发明通过在所述的步骤2）中设置搅拌速度R2、搅拌时间T2，处理温度W2满足的关系，使萜烯树脂、松香甘油酯、松节油、硅酸铝粉末、白炭黑、磷酸氢锆、单宁、焦磷酸钾、羟乙基纤维素、乳酸钾、乳酸钠、双乙酸钠、碳化硅晶须和乳酸丁酯更好的混合，起到协同作用，提高所述的环保建筑粘合剂的性能。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种环保建筑粘合剂，包括以下重量份数配比的原料：松香甘油酯80份、虫胶25份、萜烯树脂172份、松节油24份、硅酸铝粉末4份、白炭黑2份、磷酸氢锆5份、单宁1份、焦磷酸钾2份、乙醇6份、羟乙基纤维素10份、阿拉伯胶5份、乳酸钾3份、乳酸钠2份、双乙酸钠1份、碳化硅晶须6份和乳酸丁酯5份。

一种环保建筑粘合剂的制备方法包括以下步骤：

1）将阿拉伯胶5份和虫胶25份倒入到搅拌锅中，在加压情况下进行加热搅拌处理，加热温度为50℃，搅拌速度为20r/min，施压压力为50MPa，加热搅拌时间为20min，制得粘稠液体，备用；

2）将萜烯树脂172份、松香甘油酯80份、松节油24份、硅酸铝粉末4份、白炭黑2份、磷酸氢锆5份、单宁1份、焦磷酸钾2份、羟乙基纤维素10份、乳酸钾3份、乳酸钠2份、双乙酸钠1份、碳化硅晶须6份和乳酸丁酯5份一起倒入到搅拌罐中进行搅拌处理，其中，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为2h，处理温度为50℃，制得混合物，备用；

3）将步骤2）制得的乳化物倒入到步骤1)制得的粘稠液体中，不断搅拌，直至物料降至常温，然后加入乙醇6份并进行乳化搅拌处理，其中，乳化搅拌处理的搅拌速度为300r/min，乳化时间为3h，即得粘合剂。

实施例2：

一种环保建筑粘合剂，包括以下重量份数配比的原料：松香甘油酯97份、虫胶32份、萜烯树脂186份、松节油57份、硅酸铝粉末6份、白炭黑4份、磷酸氢锆7份、单宁3份、焦磷酸钾4份、乙醇8份、羟乙基纤维素12份、阿拉伯胶9份、乳酸钾5份、乳酸钠4份、双乙酸钠4份、碳化硅晶须9份和乳酸丁酯8份。

一种环保建筑粘合剂的制备方法，包括以下步骤：

1）将阿拉伯胶9份和虫胶32份倒入到搅拌锅中，在加压情况下进行加热搅拌处理，加热温度V1为60℃，搅拌速度R1为30r/min，施压压力P1为70MPa，加热搅拌时间T1为30min，制得粘稠液体，备用；

2）将萜烯树脂186份、松香甘油酯97份、松节油57份、硅酸铝粉末6份、白炭黑4份、磷酸氢锆7份、单宁3份、焦磷酸钾4份、羟乙基纤维素12份、乳酸钾5份、乳酸钠4份、双乙酸钠4份、碳化硅晶须9份和乳酸丁酯8份一起倒入到搅拌罐中进行搅拌处理，其中，搅拌速度为150r/min，搅拌时间为3h，处理温度为60℃，制得混合物，备用；

3）将步骤2）制得的乳化物倒入到步骤1)制得的粘稠液体中，不断搅拌，直至物料降至常温，然后加入乙醇8份并进行乳化搅拌处理，其中，乳化搅拌处理的搅拌速度为500r/min，乳化时间为5h，即得粘合剂。

为了使阿拉伯胶和虫胶完全融合在一起，起到协同作用，提高所述的环保建筑粘合剂的性能，在所述的步骤1)中，加热温度W1(单位℃)、搅拌速度R1(单位r/min)、施压压力P1(单位MPa)、加热搅拌时间T1(单位min)满足以下关系：

其中，上式(1)中只进行数值计算。

实施例3：

一种环保建筑粘合剂，包括以下重量份数配比的原料：松香甘油酯90份、虫胶28份、萜烯树脂180份、松节油35份、硅酸铝粉末5份、白炭黑3份、磷酸氢锆6份、单宁2份、焦磷酸钾3份、乙醇7份、羟乙基纤维素11份、阿拉伯胶7份、乳酸钾4份、乳酸钠3份、双乙酸钠2份、碳化硅晶须8份和乳酸丁酯7份。

一种环保建筑粘合剂的制备方法，包括以下步骤：

1）将阿拉伯胶7份和虫胶28份倒入到搅拌锅中，在加压情况下进行加热搅拌处理，加热温度W1为55℃，搅拌速度R1为25r/min，施压压力P1为60MPa，加热搅拌时间T1为25min，制得粘稠液体，备用；

2）将萜烯树脂180份、松香甘油酯35份、松节油35份、硅酸铝粉末5份、白炭黑3份、磷酸氢锆6份、单宁2份、焦磷酸钾3份、羟乙基纤维素11份、乳酸钾4份、乳酸钠3份、双乙酸钠2份、碳化硅晶须8份和乳酸丁酯7份一起倒入到搅拌罐中进行搅拌处理，其中，搅拌速度R2为140r/min，搅拌时间T2为2.5h，处理温度W2为55℃，制得混合物，备用；

3）将步骤2）制得的乳化物倒入到步骤1)制得的粘稠液体中，不断搅拌，直至物料降至常温，然后加入乙醇7份并进行乳化搅拌处理，其中，乳化搅拌处理的搅拌速度为400r/min，乳化时间为4h，即得粘合剂。

所述松香甘油酯为液态松香甘油酯。

为了使阿拉伯胶和虫胶完全融合在一起，起到协同作用，提高所述的环保建筑粘合剂的性能，在所述的步骤1)中，加热温度W1(单位℃)、搅拌速度R1(单位r/min)、施压压力P1(单位MPa)、加热搅拌时间T1(单位min)满足以下关系：

其中，上式(1)中只进行数值计算。

为了使萜烯树脂、松香甘油酯、松节油、硅酸铝粉末、白炭黑、磷酸氢锆、单宁、焦磷酸钾、羟乙基纤维素、乳酸钾、乳酸钠、双乙酸钠、碳化硅晶须和乳酸丁酯更好的混合，起到协同作用，提高所述的环保建筑粘合剂的性能，在所述的步骤2）中，所述的搅拌速度R2（单位r/min）、搅拌时间T2（单位h），处理温度W2（单位℃）满足以下关系：

R2=T2·W2 （2）

其中，上式（2）中只进行数值计算。

实验例：

将实施例1制得的粘结剂作为实验组1；将实施例2制得的粘结剂作为实验组2，将实施例3制得的粘结剂作为实验组3，现有的建筑用粘结剂作为对照组1，按照GB/T2792-1998进行测试。样条宽为25mm，把试样自由端和试验板分别夹在BLD-2005电子剥离机上进行测试，加载速度50mm/min，测试温度为20℃。实验结果如下表所示：

通过上述数据可以看出，实施例1制得的粘结剂、实施例2制得的粘结剂和实施例3制得的粘结剂与现有的粘结剂相比粘结物体后剥离强度高。

本发明的有益效果是：通过采用了天然树脂和食品级的材料，环保性好，残留的游离甲醛量极少，而且通过采用了碳化硅晶须、白炭黑、硅酸铝粉末和磷酸氢锆复配，使得粘结后形成复合材料体，可以增加整体的韧性和拉伸程度，提升材料的稳定性，抗氧化性和抗老化性，同时增加了复合材料的耐摩擦性，耐酸碱性和耐高温性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种环保建筑粘合剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：

1)将阿拉伯胶份和虫胶倒入到搅拌锅中，在加压情况下进行加热搅拌处理，加热温度为50-60℃，搅拌速度为20-30r/min，施压压力为50-70MPa，加热搅拌时间为20-30min，制得粘稠液体，备用；

2)将萜烯树脂、松香甘油酯、松节油、硅酸铝粉末、白炭黑、磷酸氢锆、单宁、焦磷酸钾、羟乙基纤维素、乳酸钾、乳酸钠、双乙酸钠、碳化硅晶须和乳酸丁酯一起倒入到搅拌罐中进行搅拌处理，其中，搅拌速度为120-150r/min，搅拌时间为2-3h，处理温度为50-60℃，制得混合物，备用；

3)将步骤2)制得的乳化物倒入到步骤1)制得的粘稠液体中，不断搅拌，直至物料降至常温，然后加入乙醇并进行乳化搅拌处理，其中，乳化搅拌处理的搅拌速度为300-500r/min，乳化时间为3-5h，即得粘合剂；

在所述的步骤1)中，加热温度W1，单位为℃、搅拌速度R1，单位为r/min、施压压力P1，单位为MPa、加热搅拌时间T1，单位min，满足以下关系：

其中，上式(1)中只进行数值计算；

在所述的步骤2)中，所述的搅拌速度R2，单位为r/min、搅拌时间T2，单位为h，处理温度W2，单位为℃，满足以下关系：

R2＝T2·W2 (2)

其中，上式(2)中只进行数值计算；

所述的环保建筑粘合剂包括以下重量份数配比的原料：松香甘油酯80-97份、虫胶25-32份、萜烯树脂172-186份、松节油24-57份、硅酸铝粉末4-6份、白炭黑2-4份、磷酸氢锆5-7份、单宁1-3份、焦磷酸钾2-4份、乙醇6-8份、羟乙基纤维素10-12份、阿拉伯胶5-9份、乳酸钾3-5份、乳酸钠2-4份、双乙酸钠1-4份、碳化硅晶须6-9份和乳酸丁酯5-8份。

2.如权利要求1所述的一种环保建筑粘合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)的加热搅拌处理，加热温度为55℃，搅拌速度为25r/min，施压压力为60MPa，加热搅拌时间为25min。

3.如权利要求2所述的一种环保建筑粘合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2)的搅拌处理的搅拌速度为140r/min，搅拌时间为2.5h，处理温度为55℃。

4.如权利要求3所述的一种环保建筑粘合剂的制备方法，其特征在于，所述乳化搅拌处理的搅拌速度为400r/min，乳化时间为4h。

5.如权利要求1所述的一种环保建筑粘合剂的制备方法，其特征在于，所述的环保建筑粘合剂包括以下重量份数配比的原料：松香甘油酯80份、虫胶25份、萜烯树脂172份、松节油24份、硅酸铝粉末4份、白炭黑2份、磷酸氢锆5份、单宁1份、焦磷酸钾2份、乙醇6份、羟乙基纤维素10份、阿拉伯胶5份、乳酸钾3份、乳酸钠2份、双乙酸钠1份、碳化硅晶须6份和乳酸丁酯5份。

6.如权利要求1所述的一种环保建筑粘合剂的制备方法，其特征在于，所述的环保建筑粘合剂包括以下重量份数配比的原料：松香甘油酯97份、虫胶32份、萜烯树脂186份、松节油57份、硅酸铝粉末6份、白炭黑4份、磷酸氢锆7份、单宁3份、焦磷酸钾4份、乙醇8份、羟乙基纤维素12份、阿拉伯胶9份、乳酸钾5份、乳酸钠4份、双乙酸钠4份、碳化硅晶须9份和乳酸丁酯8份。

7.如权利要求1所述的一种环保建筑粘合剂的制备方法，其特征在于，所述的环保建筑粘合剂包括以下重量份数配比的原料：松香甘油酯90份、虫胶28份、萜烯树脂180份、松节油35份、硅酸铝粉末5份、白炭黑3份、磷酸氢锆6份、单宁2份、焦磷酸钾3份、乙醇7份、羟乙基纤维素11份、阿拉伯胶7份、乳酸钾4份、乳酸钠3份、双乙酸钠2份、碳化硅晶须8份和乳酸丁酯7份。

8.如权利要求1-7任一项所述的一种环保建筑粘合剂的制备方法，其特征在于，所述松香甘油酯为液态松香甘油酯。