CN108913064A - 一种基于丙烯酸盐的无甲醛胶粘剂 - Google Patents

一种基于丙烯酸盐的无甲醛胶粘剂 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种木材胶粘剂，尤其涉及一种新型无甲醛人造板胶粘剂及其制备方法，为解决水基聚合物‑异氰酸酯(EPI)类胶粘剂和大豆蛋白类胶粘剂存在开放时间短、不能满足人造板生产流程的需要的问题，本发明选用丙烯酸盐或其聚合物为主要粘接材料，经与聚乙烯醇溶液、聚合物乳液、小麦面粉、大豆蛋白粉、木粉等进行复配改性，得到了具有较长开放时间的无甲醛人造板胶粘剂。

Description

一种基于丙烯酸盐的无甲醛胶粘剂
技术领域
本发明涉及一种木材胶粘剂，尤其涉及一种新型无甲醛人造板胶粘剂及其制备方法，属于精细化工领域。
背景技术
当前人造板生产所采用的胶粘剂主要的是脲醛树脂胶粘剂，其次为酚醛树脂胶粘剂和三聚氰胺树脂。这几种胶粘剂均为甲醛系列胶种，使用这几种胶粘剂最突出的问题是甲醛释放。因人造板的生产及其产品的使用过程中会释放甲醛，所以甲醛即我们通常议论的人造板“毒性”所在。随着人类社会的进步，人们对环保意识和身体健康意识的加强，导致了对人造板甲醛释放量的关注，并着手解决甲醛释放问题。可见，解决甲醛释放量问题和生产环保绿色人造板产品是关系到人造板产业生存和发展的关键所在。近几年来我国有很多科研单位、大专院校以及企业界均研究开发低甲醛释放的脲醛树脂胶粘剂和采取掩蔽、吸附和封闭等措施来降低甲醛释放量，使其产品甲醛释放达到E1及标准水平要求。但是还是没有根本地消除甲醛的隐患，一旦具备释放的条件，低甲醛含量的制品仍然会散发甲醛而污染环境和对人体产生危害。
为彻底解决现有板材使用的胶粘剂中含有游离甲醛，从而给环境带来污染、对人体造成危害等问题，有必要开发新型的非甲醛体系的绿色环保型木材胶粘剂。
目前在市场上推广的无甲醛人造板胶粘剂主要有水基聚合物-异氰酸酯(EPI)类胶粘剂和大豆蛋白类胶粘剂两种，但这两种胶粘剂都属于脱水固化的胶种，普遍存在开放时间短、不能满足人造板生产流程的需要的问题，严重影响了无甲醛胶粘剂的推广应用。
发明内容
为解决水基聚合物-异氰酸酯(EPI)类胶粘剂和大豆蛋白类胶粘剂存在开放时间短、不能满足人造板生产流程的需要的问题，本发明选用具有良好保水性能的丙烯酸盐或其聚合物为主要粘接材料，再适当添加一定量的助剂，可以使胶粘剂的开放时间（从涂胶组坯到进入压机的时间）达到90分钟以上。经检索未见有丙烯酸盐或其聚合物为主要粘接材料的胶粘剂在人造板生产中应用的报道。
本发明的技术解决方案为：一种基于丙烯酸盐的无甲醛胶粘剂，其主要特征为以丙烯酸盐或其聚合物为主要粘结材料，用于人造板的生产，粘结材料的配方中不添加任何甲醛及含有羟甲基的物质。其主要粘结成份为丙烯酸盐或其聚合物，包括但不限于丙烯酸钠，丙烯酸钾，丙烯酸钙，丙烯酸锂，丙烯酸镁，丙烯酸铝，丙烯酸锌、丙烯酸锡及其聚合物。其配方中还可以包括引发剂、聚合物乳液、乳化剂、防腐剂、填充剂、增稠剂、交联剂等。其具体配方为：
丙烯酸盐或其聚合物 5-95份
引发剂 0-5份
聚合物乳液 0-40份
乳化剂 0-5份
防腐剂 0-5份
填充剂 0-40份
增稠剂 0-5份
交联剂 0-5份。
所述引发剂可以是过氧化合物引发剂和偶氮类引发剂及氧化还原引发剂等。包括但不限于酰类过氧化物(过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰)、氢过氧化物(异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢)、二烷基过氧化物(过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯)、酯类过氧化物(过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯)、酮类过氧化物(过氧化甲乙酮、过氧化环己酮)、二碳酸酯过氧化物(过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯)、过硫酸盐类（过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵）、偶氮类引发剂（偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈，属低活性引发剂。常用的为偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯）、氧化还原引发剂（过氧化苯甲酰/蔗糖、叔丁基过氧化氢/雕白块、叔丁基过氧化氢/焦亚硫酸钠、过氧化苯甲酰/N，N-二甲基苯胺。过硫酸铵/亚硫酸氢钠、过硫酸钾/亚硫酸氢钠、过氧化氢/酒石酸、过氧化氢/吊白块、过硫酸铵/硫酸亚铁、过氧化氢/硫酸亚铁、过氧化苯甲酰//N，N-二乙基苯胺、过氧化苯甲酰/焦磷酸亚铁、过硫酸钾/硝酸银、过硫酸盐/硫醇、异丙苯过氧化氢/氯化亚铁、过硫酸钾/氯化亚铁、过氧化氢/氯化亚铁、异丙苯过氧化氢/四乙烯亚胺等）。
所述聚合物乳液可以是聚丙烯酸酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、苯丙乳液、叔醋乳液、多元共聚乳液等一种或几种的混合物。
所述乳化剂可以是阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂、非离子型乳化剂。包括但不限于磺酸盐类、硫酸盐类、磷酸盐亚磷酸盐类、聚氧乙烯醚类乳化剂。
所述的填充剂为面粉类植物粉末（普通小麦面粉、工业小麦面粉、玉米面粉、玉米淀粉、木薯淀粉或土豆粉、红薯粉）、蛋白类植物粉末（大豆蛋白、花生蛋白）、纤维类植物粉末（木粉、竹粉、秸杆粉、花生壳粉、椰壳粉、核桃壳粉、棉麻纤维粉、草粉）、无机矿物粉末（滑石粉、石灰石（碳酸钙）粉、煤矸石粉、膨润土、高岭土、石英粉等）中的一种或几种的混合物。
所述的增稠剂可以是天然增稠剂，如黄原胶、明胶、瓜尔胶、天然橡胶、琼脂等；可以是纤维素类增稠剂，如：甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠等；可以是无机增稠剂：有机膨润土、硅藻土、气相法白炭黑、钠基膨润土、硅凝胶等；可以是合成高分子：聚氨酯增稠剂、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、卡波树脂、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯共聚乳液等等。
所述的交联剂可以是环氧树脂、、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、异氰酸酯等可以使丙烯酸盐产生交联反应的材料中的一种或几种的混合物。
与现有技术相比，本发明具有如下特色：
聚丙烯酸盐是常用的聚合物吸水树脂的主要原料，特别是丙烯酸钠（聚丙烯酸钠）、丙烯酸锂（聚丙烯酸锂）、丙烯酸钙（聚丙烯酸钙）、丙烯酸镁（聚丙烯酸镁）等材料，因其出色的吸水保水能力，和安全无毒的特性，常被用作食品级或与人体充分接触的吸水保水材料中。丙烯酸盐及其聚合物的水溶液（悬浊液）有着良好的粘附能力、固化后有着优异的内聚强度，符合用作胶粘剂材料的一般特性。同时由于它们具备良好的吸水、保水作用，可使胶粘剂在涂布后较长时间内保持较好的浸润粘附能力，用于人造板胶粘剂时可获得较长的开放时间，满足人造板生产流程对胶粘剂开放时间的需求。经检索文献，未见有丙烯酸盐及其聚合物用于人造板生产的报道。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明所述的技术方案给予进一步详细的说明，但有必要指出以下实施例只用于对本发明内容的描述，并不构成对本发明保护范围的限制。
实施例1
23%聚丙烯酸钠溶液 48.2份
乙烯-醋酸乙烯共聚乳液 20份
过硫酸铵 0.1份
硅烷偶联剂 1.5份
消泡剂 0.1份
小麦面粉 30份
防腐杀菌剂 0.1份。
先在反应釜内加入配方量聚丙烯酸钠溶液和乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、过硫酸铵、硅烷偶联剂，搅拌10-15分钟使之混合均匀，再加入配方量的消泡剂和防腐杀菌剂，继续搅拌5-10分钟，然后边搅拌边缓缓加入小麦面粉，使小麦面粉充分溶胀并混匀，到外观均匀无可见颗粒，再继续搅拌10分钟。
所得到的无甲醛人造板胶粘剂开放时间可达到6小时，II类耐水胶合强度达到1.02MPa。
实施例2
30%丙烯酸钙溶液 63.25份
乙烯-醋酸乙烯共聚乳液 10份
偶氮二异丁腈 0.05份
硅烷偶联剂 1.5份
消泡剂 0.1份
小麦面粉 20份
膨润土 5份
防腐杀菌剂 0.1份。
先在反应釜内加入配方量丙烯酸钙溶液和乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、偶氮二异丁腈、硅烷偶联剂，搅拌10-15分钟使之混合均匀，再加入配方量的消泡剂和防腐杀菌剂，继续搅拌5-10分钟，然后边搅拌边缓缓加入小麦面粉与膨润土的混合物，使小麦面粉、膨润土充分溶胀并混匀，到外观均匀无可见颗粒，再继续搅拌10分钟。
所得到的无甲醛人造板胶粘剂开放时间可达到8小时，II类耐水胶合强度达到1.15MPa。
实施例3
30%聚丙烯酸镁溶液 43.2份
18%聚乙烯醇溶液 30 份
偶氮二异丁腈 0.05份
环氧树脂 2.5份
消泡剂 0.1份
小麦面粉 20份
防腐杀菌剂 0.1份。
先在反应釜内加入配方量聚丙烯酸钙溶液和乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、偶氮二异丁腈、环氧树脂，搅拌15-25分钟使之混合均匀，再加入配方量的消泡剂和防腐杀菌剂，继续搅拌5-10分钟，然后边搅拌边缓缓加入小麦面粉，使小麦面粉、膨润土充分溶胀并混匀，到外观均匀无可见颗粒，再继续搅拌10分钟。
所得到的无甲醛人造板胶粘剂开放时间可达到4小时，II类耐水胶合强度达到1.2MPa，干强度可达到2.8MPa。

Claims (7)

1.一种基于丙烯酸盐的无甲醛胶粘剂，其主要特征为以丙烯酸盐或其聚合物为主要粘结材料，用于人造板的生产，粘结材料的配方中不添加任何甲醛及含有羟甲基的物质；其主要粘结成份为丙烯酸盐或其聚合物，包括但不限于丙烯酸钠、丙烯酸钾、丙烯酸钙、丙烯酸锂、丙烯酸镁、丙烯酸铝、丙烯酸锌、丙烯酸锡及其聚合物；其配方中还可以包括引发剂、聚合物乳液、乳化剂、防腐剂、填充剂、增稠剂、交联剂等；其具体配方为：
丙烯酸盐或其聚合物 5-95份
引发剂 0-5份
聚合物乳液 0-40份
乳化剂 0-5份
防腐剂 0-5份
填充剂 0-40份
增稠剂 0-5份
交联剂 0-5份。
2.根据权利要求1所述的一种基于丙烯酸盐的无甲醛胶粘剂，其特征在于：所述引发剂可以是过氧化合物引发剂和偶氮类引发剂及氧化还原引发剂等：包括但不限于酰类过氧化物(过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰)；氢过氧化物(异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢)；二烷基过氧化物(过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯)；酯类过氧化物(过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯)；酮类过氧化物(过氧化甲乙酮、过氧化环己酮)；二碳酸酯过氧化物(过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯）；过硫酸盐类（过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵）；偶氮类引发剂（偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯）；氧化还原引发剂（过氧化苯甲酰/蔗糖、叔丁基过氧化氢/雕白块、叔丁基过氧化氢/焦亚硫酸钠、过氧化苯甲酰/N，N-二甲基苯胺、过硫酸铵/亚硫酸氢钠、过硫酸钾/亚硫酸氢钠、过氧化氢/酒石酸、过氧化氢/吊白块、过硫酸铵/硫酸亚铁、过氧化氢/硫酸亚铁、过氧化苯甲酰//N，N-二乙基苯胺、过氧化苯甲酰/焦磷酸亚铁、过硫酸钾/硝酸银、过硫酸盐/硫醇、异丙苯过氧化氢/氯化亚铁、过硫酸钾/氯化亚铁、过氧化氢/氯化亚铁、异丙苯过氧化氢/四乙烯亚胺等）。
3.根据权利要求1所述的一种基于丙烯酸盐的无甲醛胶粘剂，其特征在于：所述聚合物乳液可以是聚丙烯酸酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、苯丙乳液、叔醋乳液、多元共聚乳液等一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种基于丙烯酸盐的无甲醛胶粘剂，其特征在于：所述乳化剂可以是阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂、非离子型乳化剂：包括但不限于磺酸盐类、硫酸盐类、磷酸盐亚磷酸盐类、聚氧乙烯醚类乳化剂。
5.根据权利要求1所述的一种基于丙烯酸盐的无甲醛胶粘剂，其特征在于：所述的填充剂为面粉类植物粉末（普通小麦面粉、工业小麦面粉、玉米面粉、玉米淀粉、木薯淀粉或土豆粉、红薯粉）；蛋白类植物粉末（大豆蛋白、花生蛋白）；纤维类植物粉末（木粉、竹粉、秸杆粉、花生壳粉、椰壳粉、核桃壳粉、棉麻纤维粉、草粉）；无机矿物粉末（滑石粉、石灰石（碳酸钙）粉、煤矸石粉、膨润土、高岭土、石英粉等）中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种基于丙烯酸盐的无甲醛胶粘剂，其特征在于：所述的增稠剂可以是天然增稠剂，如黄原胶、明胶、瓜尔胶、天然橡胶、琼脂等；可以是纤维素类增稠剂，如：甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠等；可以是无机增稠剂：有机膨润土、硅藻土、气相法白炭黑、钠基膨润土、硅凝胶等；可以是合成高分子：聚氨酯增稠剂、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、卡波树脂、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯共聚乳液等等。
7.根据权利要求1所述的一种基于丙烯酸盐的无甲醛胶粘剂，其特征在于：所述的交联剂可以是环氧树脂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、异氰酸酯等可以使丙烯酸盐产生交联反应的材料中的一种或几种的混合物。
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