CN109337611A

CN109337611A - 无醛胶合板用粘接树脂及制备方法

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Publication number: CN109337611A
Application number: CN201811211507.6A
Authority: CN
Inventors: 范德辉; 黄昌政
Original assignee: HEYUAN PLG NEW MATERIALS Co Ltd
Current assignee: HEYUAN PLG NEW MATERIALS Co Ltd
Priority date: 2018-10-17
Filing date: 2018-10-17
Publication date: 2019-02-15

Abstract

本发明公开了一种用于无醛胶合板的粘接树脂，本发明的粘接树脂通过吹膜或流延成膜后，用于胶合板芯板中单板/单板或芯板/面板之间的粘接层，通过改进配方和生产工艺，提高了聚乙烯的浸润性，同时聚氨酯的加入提高了其粘接性能和粘接持久性，其不含甲醛、耐水耐热性能性能优异，尤其是粘接强度高、耐水性好、成本低、工艺简单，为胶合板领域提供了一种兼具社会和经济效益的粘接材料，为产业化提供了优异的技术方案。

Description

无醛胶合板用粘接树脂及制备方法

技术领域

本发明属于高分子功能材料领域，涉及热熔胶黏剂技术领域，特别涉及一种无醛胶合板用粘接树脂及其制备方法，主要用作用于胶合板芯板中单板/单板或芯板/面板之间的粘接层。

背景技术

近年来，人们的环保意识逐年增强，越来越关注其居住环境对健康的影响，同时国家对人造板的甲醛含量要求也愈发严格，因此对胶黏剂的环保性能提出了更高的要求。

传统的醛类胶黏剂中均含有甲醛，甲醛是强致癌物，对人们的身体健康有所损害。而在我国的人造板行业中，醛类胶黏剂的使用比例巨大，占整个行业的80％-90％，因此，研究开发无甲醛无其他有害物质排放的胶黏剂成为行业内人们的努力目标。

热塑性粘接树脂的粘接作用主要依靠物理吸附和化学反应。胶合板中的物理吸附作用主要是粘接树脂薄膜受热融化，嵌入木板的缝隙中，产生“铆钉效应”，形成机械胶合；胶合板中的化学反应是指胶黏剂中的羧基和木材中的羟基发生化学反应，形成高强度的化学键。在胶黏剂的粘接作用中，同时存在物理吸附和化学反应，两者相辅相成。

众所周知，聚乙烯为非极性材料，为了改善其粘接性能，使用不饱和单体对聚乙烯进行接枝改性；同时为了改善聚乙烯的浸润性，引入弹性体和在聚乙烯分子链上引入极性基团的方法进行改性；提高了聚乙烯的极性和浸润性，从而增加聚乙烯的粘接强度和粘接持久性。

中国专利CN103467659B介绍了一种：将引发剂和接枝单体混入溶剂中，得到的混合液与原料均匀混合，将混合料制得高分子膜，再将高分子膜的的两面进行单体溶液的喷涂或浸渍，然后在紫外光下反应一段时间后，取出、干燥即得无醛膜状木材胶黏剂。

中国专利CN103467769B介绍了一种：将未改性的高分子膜在常温下进行单体溶液均匀喷涂或浸渍，再将其放入反应容器中，通入氯气，引入或不引入紫外光，反应一段时间后，取出、干燥即得无醛膜状木材胶黏剂。

从上述专利的配方和工艺来判断，使用溶剂的喷涂或浸渍，或引入氯气、紫外辐照交联，会对生产者的健康、环境产生危害；同时，生产周期长，加工成本大，从而限制了其广泛的应用。

中国专利CN105710938A介绍了：一种接枝聚乙烯无醛胶合板及其制备方法，将聚乙烯用马来酸酐接枝改性后成膜，与木材热压制得无醛胶合板。从上述专利配方和工艺来判断，其内聚能较大，使其浸润性差，从而影响其初粘性能和粘接持久性。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种用于无醛胶合板用粘接树脂，聚烯烃类弹性体的引入，能有效的降低粘接树脂的内聚能，从而提高对木材的浸润性，因此能有效提高其粘接速度和初粘强度。特别的，由于聚氨酯大分子结构中必定有异氰酸酯端基、酯基或醚键、氨基甲酸酯基、取代脲基、脲基甲酸酯基和缩二脲基，这些强极性基团能够与木材中纤维素上的羟基发生反应，能极大的提高其粘接强度和粘接持久性。因此，本发明的粘接树脂不含甲醛、粘接持久、耐水耐热性能优异，尤其是粘接强度高、成本低、工艺简单，为胶合板领域提供了一种兼具社会和经济效益的粘接材料。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种无醛胶合板用粘接树脂，其配方按重量百分比计算包括以下组分：

45％-70％低密度聚乙烯

10％～30％官能化改性聚乙烯

1％～15％聚氨酯

1％～15％聚烯烃类弹性体

0.01％～1％热氧稳定剂。

进一步,上述低密度聚乙烯为乙烯和a-烯烃的共聚物，密度为0.91-0.94g/cm³，熔融指数为2-18g/10min。

进一步,上述官能化改性聚乙烯的制备方法是：将重量百分比含量为60％-90％的高密度聚乙烯、10％-30％重量百分含量的低密度聚乙烯、0.1％-5％量百分含量的不饱和接枝单体、0.01％-0.5％重量百分含量的引发剂充分混合后，经过反应型双螺杆挤出机造粒而成，上述各组分的重量百分含量之和为100％。

上述官能化改性聚乙烯的制备方法中：所述的不饱和接枝单体为马来酸酐和丙烯酸中的一种或两种；引发剂为双-2,5-己烷或过氧化二异丙苯；其双螺杆挤出机的温度控制为160℃-230℃，螺杆转速控制为250-450rpm，螺杆长径比L:D≥40:1，其接枝率按质量百分比为0.5％-1.4％。

进一步,上述聚氨酯为MDI型聚氨酯。

进一步,上述聚烯烃类弹性体为乙烯-丁烯的共聚物或乙烯-辛烯的共聚物，它的组分中乙烯单体含量大，密度为0.85-0.89g/cm³。

进一步,上述热氧稳定剂为受阻酚型季戊四醇酯类。

一种上述无醛胶合板用粘接树脂的制备方法，采用双螺杆挤出机实施塑化共混工艺挤出造粒,其双螺杆挤出机的温度控制为130℃-230℃，螺杆转速控制为280-420rpm，螺杆长径比L:D≥40:1。

进一步,所述的无醛胶合板用粘接树脂对所述造粒的粒子吹塑成膜或流延成膜；其成型温度为80℃-180℃，厚度为0.03mm-0.08mm。

一种无醛胶合板的制备方法,包括以下步骤:1)取一张木单板为底板；2)在所述木单板的一面铺上权利要求1所述粘接树脂的薄膜；3)在所述述粘接树脂的薄膜上铺上另一张木单板；4)热压成型。

借由上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的无醛胶合板用粘接树脂，通过改进其生产工艺，避免了生产过程中溶剂和紫外光对人体的危害，简化了生产工艺，降低了生产周期和成本；通过改进配方，提高了聚乙烯的浸润性，同时聚氨酯的加入提高了其粘接性能和粘接持久性；因此，其不含甲醛、粘接持久、耐水耐热性能优异，尤其是粘接强度高、成本低、工艺简单，为胶合板领域提供了一种兼具社会和经济效益的粘接材料，为产业化提供了优异的技术方案。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明不局限于以下的实施例。

本发明所述的无醛胶合板用粘接树脂，其原料配方包括(以下为重量百分比含量)：45％-70％的低密度聚乙烯、10％～30％官能化改性聚乙烯、1％～15％聚氨酯，1％～15％聚烯烃类弹性体，0.01％～1％热氧稳定剂。

上述无醛胶合板用粘接树脂的制备方法是将上述原料配方的各组分按上述比例，采用双螺杆挤出机实施塑化共混工艺挤出造粒。

上述低密度聚乙烯为乙烯和a-烯烃的共聚物，密度为0.91-0.94g/cm³，熔融指数为2-18g/10min。

上述官能化改性聚乙烯的制备，其原料配方如下(以下为重量百分比含量)：60％-90％的高密度聚乙烯、10％-30％低密度聚乙烯、0.1％-5％马来酸酐或丙烯酸、0.01％-0.5％的双-2,5-己烷或过氧化二异丙苯，充分混合后，经过反应型双螺杆挤出机造粒而成，其双螺杆挤出机的温度控制为160℃-230℃，螺杆转速控制为250-450rpm，螺杆长径比L:D≥40:1。

上述聚烯烃类弹性体为乙烯-丁烯的共聚物或乙烯-辛烯的共聚物，它的组分中乙烯单体含量大，密度为0.85-0.89g/cm3。

上述热氧稳定剂为受阻酚型季戊四醇酯类。

上述双螺杆挤出机的温度为130℃-230℃，螺杆转速为280-420rpm，螺杆长径比L:D≥40:1。

上述无醛胶合板用粘接树脂的制备方法，采用双螺杆挤出机实施塑化共混工艺挤出造粒。其双螺杆挤出机的温度控制为130℃-230℃，螺杆转速控制为280-420rpm，螺杆长径比L:D≥40:1。

本发明还提供一种无醛胶合板的制备方法,包括以下步骤:1)取一张木单板为底板；2)在所述木单板的一面铺上权利要求1所述粘接树脂的薄膜；3)在所述述粘接树脂的薄膜上铺上另一张木单板；4)热压成型。

实施例1：

一种无醛胶合板用粘接树脂的原料配方(以下为重量百分比含量)如下：

55％低密度聚乙烯

30％官能化改性聚乙烯

5％聚氨酯

10％聚烯烃类弹性体

0.1％热氧稳定剂

其中官能化改性聚乙烯的原料配方(以下为重量百分比含量)如下：

88.7％高密度聚乙烯

10.6％低密度聚乙烯

0.6％马来酸酐单体

0.1％双-2,5-己烷

实施例2：

55％低密度聚乙烯

23％官能化改性聚乙烯

10％聚氨酯

12％聚烯烃类弹性体

0.1％热氧稳定剂

83.85％高密度聚乙烯

15％低密度聚乙烯

1.0％马来酸酐单体

0.15％双-2,5-己烷

实施例3：

60％低密度聚乙烯

25％官能化改性聚乙烯

15％聚氨酯

14％聚烯烃类弹性体

0.1％热氧稳定剂

78.3％高密度聚乙烯

20％低密度聚乙烯

1.5％马来酸酐单体

0.2％双-2,5-己烷

其中聚烯烃弹性体为乙烯-辛烯共聚物。

将上述实施例1-3按照专利中要求的工艺制备粒子，进过吹膜或流延制成粘接树脂薄膜。

应用例1：

无醛胶合板性能测试

原材料：桉木单板(厚1.8mm X长350mm X宽350mm；含水率10％)；粘接树脂薄膜(厚0.045mm X长350mm X宽350mm)。

操作步骤：取一张桉木单板为底板，铺上一张在实施例1中制得的粘接树脂薄膜，取第二张桉木单板，选取纤维与底板纤维垂直的方向铺装，再铺上一张在实施例1中制得的粘接树脂薄膜，取第三张桉木单板，选取纤维与第二张单板纤维垂直的方向铺装，铺装完毕，进行热压成型。

热压条件：温度160℃；压力0.6MPa；时间5min。

冷压条件：温度25℃；压力0.2MPa；时间2min。

将上述操作步骤中的粘接树脂薄膜，替换成实施例2和实施例3中制得的薄膜，最后将制得的三块胶合板分别命名为：试样1、试样2和试样3。

检测：按照GB/T17657-2013的标准进行制样，并测试其胶合强度、浸渍剥离、冷热循环胶合强度、甲醛释放量，测试结果如下：

本发明的粘接树脂制成的胶合板胶合强度远超Ⅱ类普通胶合板国家标准；其冷热循环胶合强度通过耐气候Ⅰ类测试，浸渍剥离也远超Ⅰ类胶合板的标准；甲醛释放量为0mg/m²·h，达到国家E0标准；因未使用任何溶剂，也不含其它有害的挥发性物质。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims

1.一种无醛胶合板用粘接树脂，其配方按重量百分比计算包括以下组分：

45％-70％低密度聚乙烯

10％～30％官能化改性聚乙烯

1％～15％聚氨酯

1％～15％聚烯烃类弹性体

0.01％～1％热氧稳定剂。

2.根据权利要求1所述的无醛胶合板用粘接树脂，其特征在于：上述低密度聚乙烯为乙烯和a-烯烃的共聚物，密度为0.91-0.94g/cm³，熔融指数为2-18g/10min。

3.根据权利要求1所述的无醛胶合板用粘接树脂，其特征在于：上述官能化改性聚乙烯的制备方法是：将重量百分比含量为60％-90％的高密度聚乙烯、10％-30％重量百分含量的低密度聚乙烯、0.1％-5％量百分含量的不饱和接枝单体、0.01％-0.5％重量百分含量的引发剂充分混合后，经过反应型双螺杆挤出机造粒而成，上述各组分的重量百分含量之和为100％。

4.根据权利要求1所述的无醛胶合板用粘接树脂，其特征在于：上述聚氨酯为MDI型聚氨酯。

5.根据权利要求1所述的无醛胶合板用粘接树脂，其特征在于：上述聚烯烃类弹性体为乙烯-丁烯的共聚物或乙烯-辛烯的共聚物，它的组分中乙烯单体含量大，密度为0.85-0.89g/cm³。

6.根据权利要求1所述的无醛胶合板用粘接树脂，其特征在于：上述热氧稳定剂为受阻酚型季戊四醇酯类。

7.一种如权利要求1所述的无醛胶合板用粘接树脂的制备方法，其特征在于：采用双螺杆挤出机实施塑化共混工艺挤出造粒,其双螺杆挤出机的温度控制为130℃-230℃，螺杆转速控制为280-420rpm，螺杆长径比L:D≥40:1。

8.一种如权利要求7所述无醛胶合板用粘接树脂的制备方法，其特征在于：所述的无醛胶合板用粘接树脂对所述造粒的粒子吹塑成膜或流延成膜；其成型温度为80℃-180℃，厚度为0.03mm-0.08mm。

9.一种无醛胶合板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)取一张木单板为底板；2)在所述木单板的一面铺上权利要求1所述粘接树脂的薄膜；3)在所述述粘接树脂的薄膜上铺上另一张木单板；4)热压成型。