CN108929652A - 木材胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种木材胶黏剂及其制备方法，方法包括：向容器中加入100份树皮液化产物，用碱液调节pH值至5～9，搅拌均匀后与25～100份交联剂进行充分混合，得到混合物；在混合物中加入5～15份改性剂A和10～20份改性剂B，搅拌均匀，之后加入0～15份固化剂，搅拌均匀，得到木材胶黏剂；其中，以上份数均以绝干质量份计。本发明木材胶黏剂的制备工艺简单，且无甲醛释放，能够在常温条件下实现快速固化。用本发明的木材胶黏剂制备的胶合木，其性能完全满足国家标准要求，可用于建筑木质构件的生产制造。

Description

木材胶黏剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及木材胶黏剂领域，更具体地，涉及木材胶黏剂及其制备方法。
背景技术
单宁是一种以多酚类黄酮为主要结构的天然高分子化合物，已被用来部分或全部替代其他合成树脂胶黏剂，尤其是酚类树脂胶黏剂，从而实现胶黏剂的制备，并在胶合板和刨花板等领域都有应用。单宁胶黏剂与其他生物质类胶黏剂类似，具有耐候性差、粘度大和不易实现常温快速固化(固化温度通常较高)等特点。
胶合木是木结构建筑中应用最广泛的一类木质结构材料，对木材进行优选、优用，用常温固化的胶黏剂将一定尺寸的规格材牢牢的粘接在一起。目前，常用于胶合木粘接的木材胶黏剂主要有酚类树脂胶黏剂(包括间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶黏剂和酚醛树脂胶黏剂)、水性高分子异氰酸酯胶粘剂、三聚氰胺-尿素-甲醛树脂胶黏剂及聚氨酯胶黏剂等。这些胶黏剂的共性是具有非常强的耐候特性，能在异常恶劣的环境中使用。当然，这类胶黏剂也有不足之处，所用的原料都是来自石化衍生物，具有不可再生特性。
单宁基树脂胶黏剂的常温固化一直未得到有效解决。对现有单宁胶黏剂技术配方进行改性，将其应用在木结构建筑用木构件材料的粘接上，具有极其重要的意义，这将彻底实现结构材用胶黏剂原料向生物质转变，提高产品的环保性和原料供给的可持续性。
发明内容
本发明提供了一种木材胶黏剂，既能实现木材胶黏剂在常温条件下快速固化，又使胶接性能满足相关标准要求。
在本发明中，交联改性是利用交联剂与单宁分子中具有活性位点的基团进行反应，提高单宁胶黏剂的耐水性。交联剂直接与单宁树脂水溶液作用，在常温条件下，快速形成不溶、不熔的三维网状高分子聚合物，完成胶黏剂粘接，从而实现胶合木的制备。
本发明提供了一种制备木材胶黏剂的方法，包括：向容器中加入100份树皮液化产物，用碱液调节pH值至5～9，搅拌均匀后与25～100份交联剂进行充分混合，得到混合物；在所述混合物中加入5～15份改性剂A和10～20份改性剂B，搅拌均匀，之后加入0～15份固化剂，搅拌均匀，得到木材胶黏剂；其中，以上份数均以绝干质量份计。
在上述方法中，其中，所述树皮液化产物由树皮液化后所得，所述树皮液化产物的固体含量为40％～50％，单宁的质量含量为70％～90％，pH值为4.0～5.0。
在上述方法中，其中，所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾和氨水中的一种或几种。
在上述方法中，其中，所述交联剂为聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺中的一种或两种。
在上述方法中，其中，所述改性剂A为淀粉、面粉、核桃壳粉和橄榄核粉中的一种或几种。
在上述方法中，其中，所述改性剂B为间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶黏剂。
在上述方法中，其中，所述间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶黏剂的外观为红棕色粘稠液体，pH为8.0～9.5，树脂固体含量为40％～50％，25℃粘度为200～400mPa·s，间苯二酚与苯酚的物质的量比为0.2:1～0.3:1，甲醛与苯酚的物质的量比为1.0:1～1.5:1。
在上述方法中，其中，所述固化剂为六次甲基四胺、多聚甲醛中的一种或两种。
本发明还提供了通过上述方法制备的木材胶黏剂。
本发明的以树皮液化产物为原料的木材胶黏剂的制备工艺简单，且无甲醛释放，能够在常温条件下实现快速固化。用本发明的木材胶黏剂制备的胶合木，其性能完全满足国家标准要求，可用于建筑木质构件的生产制造。
具体实施方式
下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。以下实施例中的％在没有特别说明的情况下，均指的是质量百分比。本发明中的份数在没有特别说明的情况下，均以绝干质量计。
本发明的环保型常温快速固化木材胶黏剂，制备方法如下：
向拌胶桶中加入100份树皮液化产物，用碱液调节pH值至5～9，搅拌均匀后与25～100份交联剂进行充分混合。为了提高胶黏剂的初粘性和耐水性，先后加入5～15份改性剂A和10～20份改性剂B，搅拌10～20分钟后静置，待用。在施胶之前加入0～15份固化剂，并搅拌均匀。
所述的树皮液化产物为单宁含量丰富的树皮液化后所得，并且液化产物体系的固体含量为40％～50％，单宁含量为70％～90％，pH值为4.0～5.0。所述的碱液为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾、氨水中的一种或几种。
所述的交联剂为聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺中的一种或两种。
所述的改性剂A为淀粉、面粉、核桃壳粉、橄榄核粉中的一种或几种。
所述的改性剂B为实验室自制或市售的间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶黏剂，改性剂B的外观为红棕色粘稠液体，pH为8.0～9.5，树脂固体含量为40％～50％，25℃粘度为200～400mPa·s，间苯二酚与苯酚物质的量比为(0.2～0.3):1，甲醛与苯酚的物质的量比(1.0～1.5):1。
所述的固化剂为六次甲基四胺、多聚甲醛中的一种或两种。
本发明所制备的以树皮液化产物为材料的木材胶黏剂性能稳定，主要用于木结构建筑结构材的胶接。该木材胶黏剂在施加固化剂后须在5-8个小时内使用完毕。
下面结合具体的实施例进行说明，以更好地理解本发明。
实施例1
木材胶黏剂的制备方法如下：
1)向拌胶桶中加入固体含量为45％的树皮液化产物100份，先用适量30％浓度的氢氧化钠水溶液调节体系的pH值至9；
2)加入浓度为50％、分子量为70000的聚乙烯亚胺50份，充分搅拌均匀；
3)先后加入面粉5份，间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶黏剂20份，搅拌10～20分钟后静置，待用。所用间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶黏剂pH为8.0，固体含量为45％，25℃粘度为350mPa·s，间苯二酚与苯酚物质的量比为0.2:1，甲醛与苯酚的物质的量比为1.5:1.。
实施例2
木材胶黏剂的制备方法如下：
1)向拌胶桶中加入固体含量为45％的树皮液化产物100份，先用适量30％浓度的氢氧化钠水溶液调节体系的pH值至7；
2)加入浓度为50％、分子量为100000的聚乙烯亚胺100份，充分搅拌均匀；
3)先后加入面粉5份，间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶黏剂10份，搅拌10～20分钟后静置，待用。所用间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶黏剂pH为8.0，固体含量为40％，25℃粘度为400mPa·s，间苯二酚与苯酚物质的量比为0.2:1，甲醛与苯酚的物质的量比为1.0:1.。
实施例3
木材胶黏剂的制备方法如下：
1)向拌胶桶中加入固体含量为45％的树皮液化产物100份，先用适量30％浓度的氢氧化钠水溶液调节体系的pH值至5；
2)加入浓度为50％、平均分子量为70000的聚乙烯亚胺和聚丙烯酰胺50份，各占25份，充分搅拌均匀；
3)先后加入面粉8份，间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶黏剂15份，搅拌10～20分钟后静置，待用。所用间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶黏剂pH为9.5，固体含量为45％，25℃粘度为200mPa·s，间苯二酚与苯酚物质的量比为0.3:1，甲醛与苯酚的物质的量比为1.2:1.。
之后，对实施例中所述的常温条件下快速固化的以树皮液化产物为原料的木材胶黏剂的胶接性能进行测试，在施胶前加入六次甲基四胺5份，测试条件为：制备胶合木，胶合木的双面涂胶量：250g/m2，温度：常温，压力：1.5MPa/cm2，时间：在压力条件下压制5h后在25℃，40％的湿度环境中存放7天后进行性能测试，结果如下表1所示。
表1
由表1可知，实施例1-3制备的木材胶黏剂的性能符合相关标准要求。
本领域技术人员应理解，以上实施例仅是示例性实施例，在不背离本申请的精神和范围的情况下，可以进行多种变化、替换以及改变。

Claims (9)

1.一种制备木材胶黏剂的方法，包括：
向容器中加入100份树皮液化产物，用碱液调节pH值至5～9，搅拌均匀后与25～100份交联剂进行充分混合，得到混合物；
在所述混合物中加入5～15份改性剂A和10～20份改性剂B，搅拌均匀，之后加入0～15份固化剂，搅拌均匀，得到木材胶黏剂；
其中，以上份数均以绝干质量份计。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述树皮液化产物由树皮液化后所得，所述树皮液化产物的固体含量为40％～50％，单宁的质量含量为70％～90％，pH值为4.0～5.0。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾和氨水中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述交联剂为聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述改性剂A为淀粉、面粉、核桃壳粉和橄榄核粉中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述改性剂B为间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶黏剂。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶黏剂的外观为红棕色粘稠液体，pH为8.0～9.5，树脂固体含量为40％～50％，25℃粘度为200～400mPa·s，间苯二酚与苯酚的物质的量比为0.2：1～0.3:1，甲醛与苯酚的物质的量比为1.0:1～1.5:1。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述固化剂为六次甲基四胺、多聚甲醛中的一种或两种。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法制备的木材胶黏剂。
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