CN108395853A - 一种环保胶粘剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保胶粘剂，涉及胶粘剂技术领域，解决淀粉胶粘剂粘接强度低的问题，由以下原料制成，按重量份数计，原料包括淀粉20‑30份、水100‑150份、1mol/L盐酸1‑10份、0.1％高锰酸钾0.04‑0.06份，次氯酸钠2‑4份，4％氢氧化钠溶液1‑10份、交联剂1‑2份，所述环保胶粘剂按照如下步骤制备：1)称取淀粉加入水中，边搅拌边水浴升温至50‑60℃，滴加1mol/L盐酸，搅拌均匀；2)加入0.1％高锰酸钾，反应10‑15min，加入次氯酸钠，反应10‑20min；3)升温至60‑70℃，加入4％氢氧化钠溶液，调节pH值为12‑13.5，反应45‑90min；4)加入交联剂，搅拌均匀，再加入pH调节剂，调节pH值为10‑12，搅拌反应45‑90min，得到环保胶粘剂，本发明具有无毒环保、成本低、粘接强度高，符合板材生产工艺要求的优点。

Description

一种环保胶粘剂
技术领域
本发明涉及胶粘剂技术领域，更具体的是涉及一种环保胶粘剂。
背景技术
目前，我国的胶粘剂主要以甲醛为主要生产原料，即脲醛树脂胶、酚醛树脂胶和三聚氰胺甲醛树脂胶。其中脲醛树脂胶是一种开发较早的热固性高分子胶粘剂，由于其具有工艺简单，原料廉价，粘接强度高，无色透明等优点，被广泛应用于胶合板、刨花板、中密度纤维板、人造板材的生产及室内装修等行业。但由于其游离的甲醛含量较高，对环境和人体健康都带来极大危害。甲醛的主要危害表现为对皮肤粘膜的刺激作用，甲醛在室内达到一定浓度时，人就有不适感，可引起眼红、眼痒、咽喉不适或疼痛、声音嘶哑、喷嚏、胸闷、气喘、皮炎等。因此，开发环保胶粘剂时必然趋势。
淀粉具有来源广泛、可再生、无毒和环保等优点，通过改性后制得的相应胶粘剂具有成本低和无污染的优点，可作为脲醛树脂胶的替代品，但淀粉胶粘剂相比脲醛树脂胶粘剂而言，具有较低的粘接强度。
为了解决淀粉胶粘剂粘接强度较低的问题，本发明提供一种环保胶粘剂。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决淀粉胶粘剂粘接强度低的问题，本发明提供一种环保胶粘剂。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种环保胶粘剂，由以下原料制成，按重量份数计，所述原料包括淀粉20-30份、水100-150份、1mol/L盐酸1-10份、0.1％高锰酸钾0.04-0.06份，次氯酸钠2-4份，4％氢氧化钠溶液1-10份、交联剂1-2份。
所述淀粉为小麦淀粉或玉米淀粉。
所述交联剂包括无机交联剂和有机交联剂。
进一步地，所述无机交联剂包括硼砂、三偏磷酸钠和三氯氧磷中的至少一种。
进一步地，所述有机交联剂包括环氧氯丙烷和四异氰酸酯中的至少一种。
进一步地，所述水为去离子水。
进一步地，所述环保胶粘剂按照如下步骤制备：
1)称取淀粉加入水中，边搅拌边水浴升温至50-60℃，滴加1mol/L盐酸，搅拌均匀；
2)加入0.1％高锰酸钾，反应10-15min，加入次氯酸钠，反应10-20min；
3)升温至60-70℃，加入4％氢氧化钠溶液，调节pH值为12-13.5，反应45-90min，。
4)加入交联剂，搅拌均匀，再加入pH调节剂，调节pH值为10-12，搅拌反应45-90min，得
到所述环保胶粘剂。
淀粉是一种天然高分子碳水化合物，包括直链和支链两种不同的分子结构。淀粉中含有大量羟基，羟基性能活泼，可通过化学改性(如氧化、交联、醚化、酯化等)使改性后的淀粉具有不同的性能。
淀粉中的C-2、C-3和C-6位上的羟基在氧化剂的作用下，先被氧化为羰基，羰基再被氧化为羧基，氧化后淀粉的糊化温度和粘度降低，羰基和羧基的含量增大，表现出良好的粘结性能。交联是通过淀粉分子上的醇羟基与多官能团反应，使淀粉分子链增长，分子间结合紧密度提高，形成三维网络结构的过程，交联使改性后的淀粉粘接强度增大。其中，交联条件(温度、pH和反应时间等)对淀粉交联的影响较大，交联温度过高，交联速率增大，但过高的交联度会导致淀粉形成凝胶，使改性淀粉的流动性和使用性能降低；交联温度低，交联速率低，导致交联度低，影响粘接性能。总之，交联度太小则粘接强度不够，不利于施胶；交联度太大，会出现分层现象。因此，选择合适的交联剂和交联条件(温度、pH和反应时间等)直接影响交联淀粉的粘接性能。交联淀粉具有较好的冻融稳定性、粘接力、耐水、耐热和耐酸性能，广泛应用于胶粘剂领域。
本发明的有益效果如下：
1.本发明采用天然高分子碳水化合物淀粉制备胶粘剂，淀粉不会释放对人体和环境有害的物质，无毒环保。
2.本发明采用天然高分子碳水化合物淀粉制备胶粘剂，淀粉具有来源广泛、可再生的优点，可降低胶粘剂的成本。
3.本发明采用有机交联剂和无机交联剂作为淀粉的复合交联剂，无机交联剂能减少淀粉中的亲水基团，提高淀粉改性胶粘剂的粘接强度；有机交联剂可提高淀粉改性胶粘剂的粘接强度和耐候性，将有机交联剂和无机交联剂作为淀粉的复合交联剂还能提高改性后淀粉胶粘剂的内聚强度，进一步提高其粘接强度。
4.本发明通过改性淀粉制得的胶粘剂具有成本低和无污染的优点，无有毒有害物质释放，具有较高的粘接强度，符合板材生产的工艺要求，可作为脲醛树脂胶的替代品，符合绿色、环保的发展理念。
具体实施方式
为了本技术领域的人员更好的理解本发明，下面结合以下实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例提供一种环保胶粘剂，由以下原料制成，按重量份数计，所述原料包括淀粉20份、水100份、1mol/L盐酸1份、0.1％高锰酸钾0.04份，次氯酸钠2份，4％氢氧化钠溶液1份、交联剂1份。
所述淀粉为小麦淀粉。
所述交联剂包括无机交联剂和有机交联剂。
所述无机交联剂为三偏磷酸钠。
所述有机交联剂为环氧氯丙烷。
所述水为去离子水。
所述环保胶粘剂按照如下步骤制备：
1)称取淀粉加入水中，边搅拌边水浴升温至50℃，滴加1mol/L盐酸，搅拌均匀；
2)加入0.1％高锰酸钾，反应10min，加入次氯酸钠，反应10min；
3)升温至60℃，加入4％氢氧化钠溶液，调节pH值为12，反应45min。
4)加入交联剂，搅拌均匀，再加入pH调节剂，调节pH值为10，搅拌反应45min，得到所述
环保胶粘剂。
实施例2
本实施例提供一种环保胶粘剂，由以下原料制成，按重量份数计，所述原料包括淀粉30份、水150份、1mol/L盐酸10份、0.1％高锰酸钾0.06份，次氯酸钠4份，4％氢氧化钠溶液10份、交联剂2份。
所述淀粉为玉米淀粉。
所述交联剂包括无机交联剂和有机交联剂。
所述无机交联剂为硼砂。
所述有机交联剂为四异氰酸酯。
所述水为去离子水。
所述环保胶粘剂按照如下步骤制备：
1)称取淀粉加入水中，边搅拌边水浴升温至60℃，滴加1mol/L盐酸，搅拌均匀；
2)加入0.1％高锰酸钾，反应15min，加入次氯酸钠，反应20min；
3)升温至70℃，加入4％氢氧化钠溶液，调节pH值为13.5，反应90min，。
4)加入交联剂，搅拌均匀，再加入pH调节剂，调节pH值为12，搅拌反应90min，得到所述
环保胶粘剂。
实施例3
本实施例提供一种环保胶粘剂，由以下原料制成，按重量份数计，所述原料包括淀粉25份、水120份、1mol/L盐酸5份、0.1％高锰酸钾0.05份，次氯酸钠3份，4％氢氧化钠溶液5份、交联剂1.6份。
所述淀粉为小麦淀粉。
所述交联剂包括无机交联剂和有机交联剂。
所述无机交联剂为硼砂和三氯氧磷。
所述有机交联剂为环氧氯丙烷。
所述水为去离子水。
所述环保胶粘剂按照如下步骤制备：
1)称取淀粉加入水中，边搅拌边水浴升温至55℃，滴加1mol/L盐酸，搅拌均匀；
2)加入0.1％高锰酸钾，反应10min，加入次氯酸钠，反应15min；
3)升温至65℃，加入4％氢氧化钠溶液，调节pH值为13，反应60min，。
4)加入交联剂，搅拌均匀，再加入pH调节剂，调节pH值为11，搅拌反应60min，得到所述
环保胶粘剂。
对上述实施例1、实施例2和实施例3所得到的环保胶粘剂和市售脲醛树脂胶粘剂进行性能测试：按照GB/T 9846-2004标准对实施例1、实施例2和实施例3所得到的环保胶粘剂和市售脲醛树脂胶粘剂制成的木-木胶接件的内接强度、胶接强度和握钉率采用人造板试验机进行测定，测试结果如下表。
胶粘剂 内接强度/MPa 胶接强度/MPa 握钉率
实施例1 2.5 13.74 合格
实施例2 2.6 13.86 合格
实施例3 2.8 14.54 合格
市售脲醛树脂胶粘剂 2.7 14.02 合格
由上表可知，实施例1、实施例2和实施例3所得到的环保胶粘剂与市售脲醛树脂胶粘剂相比，实施例1、实施例2和实施例3所得到的环保胶粘剂的内接强度和胶接强度与市售脲醛树脂胶粘剂的内接强度和胶接强度相当，且实施例3所得到的环保胶粘剂制成的木-木胶接件的内接强度和胶接强度强于市售脲醛树脂胶粘剂；实施例1、实施例2和实施例3的环保胶粘剂制成的木-木胶接件与市售脲醛树脂胶粘剂的握钉率均合格，达到市售脲醛树脂胶粘剂的粘接强度，符合指标要求。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种环保胶粘剂，其特征在于：由以下原料制成，按重量份数计，所述原料包括淀粉20-30份、水100-150份、1mol/L盐酸1-10份、0.1％高锰酸钾0.04-0.06份，次氯酸钠2-4份，4％氢氧化钠溶液1-10份、交联剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的一种环保胶粘剂，其特征在于：所述淀粉为小麦淀粉或玉米淀粉。
3.根据权利要求1所述的一种环保胶粘剂，其特征在于：所述交联剂包括无机交联剂和有机交联剂。
4.根据权利要求3所述的一种环保胶粘剂，其特征在于：所述无机交联剂包括硼砂、三偏磷酸钠和三氯氧磷中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的一种环保胶粘剂，其特征在于：所述有机交联剂包括环氧氯丙烷和四异氰酸酯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种环保胶粘剂，其特征在于：所述水为去离子水。
7.根据权利要求1所述的一种环保胶粘剂，其特征在于：所述环保胶粘剂按照如下步骤制备：
1)称取淀粉加入水中，边搅拌边水浴升温至50-60℃，滴加1mol/L盐酸，搅拌均匀；
2)加入0.1％高锰酸钾，反应10-15min，加入次氯酸钠，反应10-20min；
3)升温至60-70℃，加入4％氢氧化钠溶液，调节pH值为12-13.5，反应45-90min。
4)加入交联剂，搅拌均匀，再加入pH调节剂，调节pH值为10-12，搅拌反应45-90min，得到所述环保胶粘剂。
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