CN108424734A - 一种人造板用胶黏剂的制备方法 - Google Patents

一种人造板用胶黏剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种人造板用胶黏剂的制备方法，属于胶黏剂领域。本发明还加入利用银杏外种皮的提取物、纳米硼酸锌，其中由于银杏外种皮中含有银杏酸和酚等物质，对提高木材制品的安全环保性能、保护人居环境，而纳米硼酸锌的加入改变了木材的分解反应历程和方向，使木材的热解反应朝着生成更多木炭的方向变化，同时所生成的氧化硼熔融后覆盖在基体上，增加其阻燃性，从而进一步提高人身安全。本发明解决了目前人造板生产中胶黏剂使用量大，大多胶黏剂结合度好，但功能一般，使人造板甲醛释放量居高不下，导致人居环境恶化的问题。

Description

一种人造板用胶黏剂的制备方法
技术领域
本发明属于胶黏剂领域，具体涉及一种人造板用胶黏剂的制备方法。
背景技术
木材工业是我国林业经济的支柱产业，以人造板为主体的木材工业的发展，对于构建现代发达的林业产业体系、完备的生态体系及推动四化两型社会建设具有十分重要的意义。随着经济社会的发展，人造板在家具、地板、建筑装修等方面的消费量正在以惊人的速度增加。人造板是以木材或其他非木材植物为原料，经一定机械加工分离成各种单元材料后，施加或不施加胶粘剂和其他添加剂胶合而成的板材或模压制品。
胶黏剂是将木材与木材或其他物体的表面胶接成为一体的材料。利用胶接技术，将不同规格、不同性质的木质纤维原料进行胶接、重组及复合加工，生产出适用于不同使用要求的板材、方材及模压制品等。
当前人造板所使用的胶黏剂仍然以源自于石油资源的合成树脂胶黏剂为主，如酚醛树脂和脲醛树脂，该类胶黏剂不仅性能优异，而且价格低廉，应用技术成熟，但是胶黏剂在生产和使用的过程中都会释放出大量的甲醛，尤其在室内装潢和家具板材中，因为甲醛并不完全缩聚，往往有相当部分以游离状态存在，会逐渐向周围发散而造成环境污染，导致污染环境和危害公众健康。因此，生产出一种安全无毒的胶黏剂有很大的市场需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前人造板生产中胶黏剂使用量大，大多胶黏剂结合度好，但功能一般，使人造板甲醛释放量居高不下，导致人居环境恶化的问题，提供一种人造板用胶黏剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种人造板用胶黏剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）按重量份数计，取60~65份苯酚、20~30份玉米淀粉、15~20份水、10~15份香蕉假茎粉末、3~5份氢氧化钠溶液、2~3份催化剂，将苯酚、催化剂进行混合，在温度120~130℃搅拌，加入玉米淀粉、香蕉假茎粉末，在温度130~150℃下保持，待冷却至60~70℃，加入质量分数1~2%的氢氧化钠溶液、水，搅拌，待冷却至室温，得冷却液；
（2）按质量比1：2~4：3~6，将冷却液、环氧氯丙烷、甲醛溶液进行混合，加热至60~65℃，保持60~80 min，升温至80~90℃，静置，加入冷却液质量5~6%的氢氧化钠、冷却液质量20~30%的水进行混合，在温度80~85℃下搅拌1~2h，得搅拌液；
（3）按质量比1：1：10~15，将硝酸锌、四硼酸钠、水进行混合，在温度40~60℃下搅拌，抽滤，得滤渣，将滤渣在温度50~60℃下烘干，再在温度300~330℃下煅烧2~3h，待冷至室温，得冷却物，按质量比1：1：10~15，将冷却物、提取物、搅拌液进行混合，搅拌均匀，得混合搅拌液，备用；
（4）按质量比25~30：5~6，将去离子水放入容器中，在搅拌下加入聚乙烯醇，升温至90~95℃，搅拌，待温度降低至50~60℃，加入聚乙烯醇质量1~2%得过硫酸铵，搅拌，得搅拌物；
（5）按质量比7~8：5~6，将搅拌物、步骤（3）备用的混合搅拌液进行混合，搅拌均匀，升温至70~75℃，加入搅拌物质量1~2%的硼砂溶液，搅拌，调节pH值至6~7，升温至80~85℃，保温，待冷却至室温，即得人造板用胶黏剂。
所述步骤（1）中催化剂是按质量比1：0.8，将硫酸、磷酸进行混合，搅拌均匀，即得催化剂。
所述步骤（3）中提取物是将银杏果实去核，在温度60~65℃下烘干，粉碎，得粉碎物，按质量比1:10，将粉碎物、体积分数为70%的乙醇浸提2~3h，超声处理2~3次，每次20min，得浸提液，将浸提液用滤纸过滤，得滤液，将滤液在温度60~65℃下旋蒸，即得提取物。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明以玉米淀粉为原料，通过苯酚高温液化，一方面蛋白大分子转化成分子质量较小的产物，释放被包裹和结合的极性基团，提高蛋白与极性基材的吸附作用，从而进一步增加胶接强度，另一方面蛋白大分子链中肽键降解时，还产生更多能够与甲醛反应的活性基团，加之结合酚的引入进一步增加与甲醛的反应点，从而减少人造板中甲醛释放量，且经过苯酚液化后，淀粉分子质量降低，但通过甲醛的缩聚反应能够被重先分子组装，形成耐水性的体型大分子物质，从而能够制备成高品质的胶黏剂，同时苯酚与香蕉假茎粉末液化产物能够发生取代反应形成多羟基化合物，能够与环氧氯丙烷生成环氧树脂前驱体，其固化后成为三维体型结构，在水中不溶不熔，即使受到长期浸泡也不会吸水，从而提高人造板防水层的持久性，避免受潮严重，容易导致翘皮的问题，且与聚乙烯醇胶进行结合，交联剂硼砂的加入可使聚乙烯醇与淀粉产生进一步的交联，提高胶黏剂的交联度和初黏性，进而能提高胶黏剂的耐水性和粘接力。
本发明还加入利用银杏外种皮的提取物、纳米硼酸锌，其中由于银杏外种皮中含有银杏酸和酚等物质，对提高木材制品的安全环保性能、保护人居环境，而纳米硼酸锌的加入改变了木材的分解反应历程和方向，使木材的热解反应朝着生成更多木炭的方向变化，同时所生成的氧化硼熔融后覆盖在基体上，增加其阻燃性，从而进一步提高人身安全。
具体实施方式
催化剂是按质量比1：0.8，将硫酸、磷酸进行混合，搅拌均匀，即得催化剂。
提取物是将银杏果实去核，在温度60~65℃下烘干，粉碎，得粉碎物，按质量比1:10，将粉碎物、体积分数为70%的乙醇浸提2~3h，超声处理2~3次，每次20 min，得浸提液，将浸提液用滤纸过滤，得滤液，将滤液在温度60~65℃下旋蒸，即得提取物。
一种人造板用胶黏剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按重量份数计，取60~65份苯酚、20~30份玉米淀粉、15~20份水、10~15份香蕉假茎粉末、3~5份氢氧化钠溶液、2~3份催化剂，将苯酚、催化剂进行混合，在温度120~130℃，200~300r/min搅拌25~30min，加入玉米淀粉、香蕉假茎粉末，在温度130~150℃，300~400r/min下保持80~90min，待冷却至60~70℃，加入质量分数1~2%的氢氧化钠溶液、水，搅拌40~60min，待冷却至室温，得冷却液；
（2）按质量比1：2~4：3~6，将冷却液、环氧氯丙烷、甲醛溶液进行混合，加热至60~65℃，保持60~80 min，升温至80~90℃，静置25~30min，加入冷却液质量5~6%的氢氧化钠、冷却液质量20~30%的水进行混合，在温度80~85℃下搅拌1~2h，得搅拌液；
（3）按质量比1：1：10~15，将硝酸锌、四硼酸钠、水进行混合，在温度40~60℃下搅拌2~3h，抽滤，得滤渣，将滤渣在温度50~60℃下烘干6~8h，再在温度300~330℃下煅烧2~3h，待冷至室温，得冷却物，按质量比1：1：10~15，将冷却物、提取物、搅拌液进行混合，搅拌均匀，得混合搅拌液，备用；
（4）按质量比25~30：5~6，将去离子水放入容器中，在200~300r/min搅拌速率下加入聚乙烯醇，升温至90~95℃，搅拌1~2h，待温度降低至50~60℃，加入聚乙烯醇质量1~2%得过硫酸铵，搅拌15~20min，得搅拌物；
（5）按质量比7~8：5~6，将搅拌物、步骤（3）备用的混合搅拌液进行混合，搅拌均匀，升温至70~75℃，加入搅拌物质量1~2%的硼砂溶液，搅拌25~30min，调节pH值至6～7，升温至80~85℃，保温1~2h，待冷却至室温，即得人造板用胶黏剂。
催化剂是按质量比1：0.8，将硫酸、磷酸进行混合，搅拌均匀，即得催化剂。
提取物是将银杏果实去核，在温度60℃下烘干，粉碎，得粉碎物，按质量比1:10，将粉碎物、体积分数为70%的乙醇浸提2h，超声处理2次，每次20 min，得浸提液，将浸提液用滤纸过滤，得滤液，将滤液在温度60℃下旋蒸，即得提取物。
一种人造板用胶黏剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按重量份数计，取60份苯酚、20份玉米淀粉、15份水、10份香蕉假茎粉末、3份氢氧化钠溶液、2份催化剂，将苯酚、催化剂进行混合，在温度120℃，200r/min搅拌25min，加入玉米淀粉、香蕉假茎粉末，在温度130℃，300r/min下保持80min，待冷却至60℃，加入质量分数1%的氢氧化钠溶液、水，搅拌40min，待冷却至室温，得冷却液；
（2）按质量比1：2：3，将冷却液、环氧氯丙烷、甲醛溶液进行混合，加热至60℃，保持60min，升温至80℃，静置25min，加入冷却液质量5%的氢氧化钠、冷却液质量20%的水进行混合，在温度80℃下搅拌1h，得搅拌液；
（3）按质量比1：1：10，将硝酸锌、四硼酸钠、水进行混合，在温度40℃下搅拌2h，抽滤，得滤渣，将滤渣在温度50℃下烘干6h，再在温度300℃下煅烧2h，待冷至室温，得冷却物，按质量比1：1：10，将冷却物、提取物、搅拌液进行混合，搅拌均匀，得混合搅拌液，备用；
（4）按质量比25：5，将去离子水放入容器中，在200r/min搅拌速率下加入聚乙烯醇，升温至90℃，搅拌1h，待温度降低至50℃，加入聚乙烯醇质量1%得过硫酸铵，搅拌15min，得搅拌物；
（5）按质量比7：5，将搅拌物、步骤（3）备用的混合搅拌液进行混合，搅拌均匀，升温至70℃，加入搅拌物质量1%的硼砂溶液，搅拌25min，调节pH值至6，升温至80℃，保温1h，待冷却至室温，即得人造板用胶黏剂。
催化剂是按质量比1：0.8，将硫酸、磷酸进行混合，搅拌均匀，即得催化剂。
提取物是将银杏果实去核，在温度65℃下烘干，粉碎，得粉碎物，按质量比1:10，将粉碎物、体积分数为70%的乙醇浸提3h，超声处理3次，每次20 min，得浸提液，将浸提液用滤纸过滤，得滤液，将滤液在温度65℃下旋蒸，即得提取物。
一种人造板用胶黏剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按重量份数计，取65份苯酚、30份玉米淀粉、20份水、15份香蕉假茎粉末、5份氢氧化钠溶液、3份催化剂，将苯酚、催化剂进行混合，在温度130℃，300r/min搅拌30min，加入玉米淀粉、香蕉假茎粉末，在温度150℃，400r/min下保持90min，待冷却至70℃，加入质量分数2%的氢氧化钠溶液、水，搅拌60min，待冷却至室温，得冷却液；
（2）按质量比1：4：6，将冷却液、环氧氯丙烷、甲醛溶液进行混合，加热至65℃，保持80min，升温至90℃，静置30min，加入冷却液质量6%的氢氧化钠、冷却液质量30%的水进行混合，在温度85℃下搅拌2h，得搅拌液；
（3）按质量比1：1：15，将硝酸锌、四硼酸钠、水进行混合，在温度60℃下搅拌3h，抽滤，得滤渣，将滤渣在温度60℃下烘干8h，再在温度330℃下煅烧3h，待冷至室温，得冷却物，按质量比1：1：15，将冷却物、提取物、搅拌液进行混合，搅拌均匀，得混合搅拌液，备用；
（4）按质量比30：6，将去离子水放入容器中，在300r/min搅拌速率下加入聚乙烯醇，升温至95℃，搅拌2h，待温度降低至60℃，加入聚乙烯醇质量2%得过硫酸铵，搅拌20min，得搅拌物；
（5）按质量比8：6，将搅拌物、步骤（3）备用的混合搅拌液进行混合，搅拌均匀，升温至75℃，加入搅拌物质量2%的硼砂溶液，搅拌30min，调节pH值至7，升温至85℃，保温2h，待冷却至室温，即得人造板用胶黏剂。
催化剂是按质量比1：0.8，将硫酸、磷酸进行混合，搅拌均匀，即得催化剂。
提取物是将银杏果实去核，在温度63℃下烘干，粉碎，得粉碎物，按质量比1:10，将粉碎物、体积分数为70%的乙醇浸提2.5h，超声处理2次，每次20 min，得浸提液，将浸提液用滤纸过滤，得滤液，将滤液在温度63℃下旋蒸，即得提取物。
一种人造板用胶黏剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按重量份数计，取62.5份苯酚、25份玉米淀粉、17.5份水、12.5份香蕉假茎粉末、4份氢氧化钠溶液、2.5份催化剂，将苯酚、催化剂进行混合，在温度125℃，250r/min搅拌27.5min，加入玉米淀粉、香蕉假茎粉末，在温度140℃，350r/min下保持85min，待冷却至65℃，加入质量分数1.5%的氢氧化钠溶液、水，搅拌50min，待冷却至室温，得冷却液；
（2）按质量比1：3：4.5，将冷却液、环氧氯丙烷、甲醛溶液进行混合，加热至63℃，保持70min，升温至85℃，静置27.5min，加入冷却液质量5.5%的氢氧化钠、冷却液质量25%的水进行混合，在温度83℃下搅拌1.5h，得搅拌液；
（3）按质量比1：1：12.5，将硝酸锌、四硼酸钠、水进行混合，在温度50℃下搅拌2.5h，抽滤，得滤渣，将滤渣在温度55℃下烘干7h，再在温度315℃下煅烧2.5h，待冷至室温，得冷却物，按质量比1：1：12.5，将冷却物、提取物、搅拌液进行混合，搅拌均匀，得混合搅拌液，备用；
（4）按质量比27.5：5.5，将去离子水放入容器中，在250r/min搅拌速率下加入聚乙烯醇，升温至93℃，搅拌1.5h，待温度降低至55℃，加入聚乙烯醇质量1.5%得过硫酸铵，搅拌17.5min，得搅拌物；
（5）按质量比7.5：5.5，将搅拌物、步骤（3）备用的混合搅拌液进行混合，搅拌均匀，升温至73℃，加入搅拌物质量1.5%的硼砂溶液，搅拌27.5min，调节pH值至6.5，升温至83℃，保温1.5h，待冷却至室温，即得人造板用胶黏剂。
对比例：深圳市某公司生产的人造板胶黏剂。
将上述实施例所得胶黏剂与对比例的胶黏剂分别应用于同一批次人造板中，分别测试其胶合强度与甲醛释放量，胶合强度按GB/T17657-2013中4.17的规定检测，甲醛释放量按GB/T17657-2013中的4.59干燥器法进行检测，测试结果见表1。
表1：
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例
胶合强度MPa 1.31 1.34 1.32 0.52~0.63
甲醛释放量mg/L 0.1 0.11 0.1 0.43~0.51
综合上述，本发明的人造板胶黏剂各项性能均优于市售产品，值得大力推广使用。

Claims (3)

1.一种人造板用胶黏剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）按重量份数计，取60~65份苯酚、20~30份玉米淀粉、15~20份水、10~15份香蕉假茎粉末、3~5份氢氧化钠溶液、2~3份催化剂，将苯酚、催化剂进行混合，在温度120~130℃搅拌，加入玉米淀粉、香蕉假茎粉末，在温度130~150℃下保持，待冷却至60~70℃，加入质量分数1~2%的氢氧化钠溶液、水，搅拌，待冷却至室温，得冷却液；
（2）按质量比1：2~4：3~6，将冷却液、环氧氯丙烷、甲醛溶液进行混合，加热至60~65℃，保持60~80 min，升温至80~90℃，静置，加入冷却液质量5~6%的氢氧化钠、冷却液质量20~30%的水进行混合，在温度80~85℃下搅拌1~2h，得搅拌液；
（3）按质量比1：1：10~15，将硝酸锌、四硼酸钠、水进行混合，在温度40~60℃下搅拌，抽滤，得滤渣，将滤渣在温度50~60℃下烘干，再在温度300~330℃下煅烧2~3h，待冷至室温，得冷却物，按质量比1：1：10~15，将冷却物、提取物、搅拌液进行混合，搅拌均匀，得混合搅拌液，备用；
（4）按质量比25~30：5~6，将去离子水放入容器中，在搅拌下加入聚乙烯醇，升温至90~95℃，搅拌，待温度降低至50~60℃，加入聚乙烯醇质量1~2%得过硫酸铵，搅拌，得搅拌物；
（5）按质量比7~8：5~6，将搅拌物、步骤（3）备用的混合搅拌液进行混合，搅拌均匀，升温至70~75℃，加入搅拌物质量1~2%的硼砂溶液，搅拌，调节pH值至6~7，升温至80~85℃，保温，待冷却至室温，即得人造板用胶黏剂。
2.根据权利要求1所述人造板用胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中催化剂是按质量比1：0.8，将硫酸、磷酸进行混合，搅拌均匀，即得催化剂。
3.根据权利要求1所述人造板用胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中提取物是将银杏果实去核，在温度60~65℃下烘干，粉碎，得粉碎物，按质量比1:10，将粉碎物、体积分数为70%的乙醇浸提2~3h，超声处理2~3次，每次20 min，得浸提液，将浸提液用滤纸过滤，得滤液，将滤液在温度60~65℃下旋蒸，即得提取物。
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