CN110172329A - 具有高摩擦系数的大豆胶及其制备方法和在制板上的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有高摩擦系数的大豆胶及其制备方法和在制板上的应用。按重量份计,该大豆胶的原料组成包括:2‑3份碱,100份水,0.1‑0.3份改性剂,8‑15份豆粉,0.65‑2.65份无机矿物粉,4‑6份有机硅改性丙烯酸树脂,0.2‑0.4份固化剂,0.1‑3份酸,0.5‑1.5份填料。本申请在大豆胶中降低了豆粉的用量,而添加了无机矿物粉,与豆粉相比,无机矿物粉具有更高的摩擦系数,在大豆胶通过涂胶辊时,无机矿物粉能更好地带动大豆胶均匀地涂覆到板材表面,解决大豆胶涂胶困难这个难题。为了兼顾大豆胶的摩擦系数和预压性,需要控制无机矿物粉的添加量为豆粉和无机矿物粉总量的8‑15%。
Description
技术领域
本发明属于胶黏剂技术领域,具体涉及一种具有高摩擦系数的大豆胶及其制备方法和在制板上的应用。
背景技术
大豆胶黏剂中含有较多的大豆蛋白,它是由多种氨基酸聚合而成的生物大分子,具有大量氨基、羧基、羟基、酰胺基等基团,因此具有良好的自润滑功能。这导致大豆胶黏剂在生产胶合板的涂胶过程中难以有效挂附到涂胶辊上,生产操作时难以达到设计要求的涂胶量,尤其是黏度低于15000mPa.s的大豆胶黏剂。
现有技术中主要从两个方面解决大豆胶施胶困难的问题。其一,增加大豆胶中豆粉的用量:常规的大豆胶配方中,100重量份的交联改性剂一般添加30-35重量份的豆粉,而优化配方中需要添加40-50重量份甚至更多的豆粉;以提高大豆胶的黏度,改善大豆胶黏剂对涂胶辊的挂附,实现对板材的有效涂覆。如公开号为CN 106167688 A的中国发明专利申请公开了一种高粘度大豆基板材胶黏剂及其制备方法,该高粘度大豆基板材胶黏剂由下述重量份的原料组成的:2-溴-4-甲基苯酚0.4-1、蜂蜡2-3、蓖麻油酸锌0.6-1、聚乙烯醇2-4、脱脂大豆粉170-200、氯化铁0.3-0.4、氯化亚铁0.1-0.2、环氧氯丙烷0.8-1、N-羟甲基丙烯酰胺2-3、苯乙烯16-20、过硫酸钾0.1-0.2、半纤维素酶3-4、聚二苯基甲烷二异氰酸酯10-19、20-30%的盐酸溶液60-70、聚磷酸铵1-2、聚乙烯醇缩丁醛2-3、十二烷基三甲基氯化铵0.7-1、钛酸四丁酯1-2、硬脂酸钙2-3。
其二,对传统板材行业惯用的涂胶设备进行改造升级,如公开号为CN 207669457U的中国实用新型专利公开了一种适于中低黏度大豆胶黏剂生产胶合板用六辊涂胶机。
然而,上述改进方法的不足之处在于:(1)由于豆粉的价格高于大豆胶黏剂本身,若通过增加豆粉的使用量来解决问题,不仅会增加胶黏剂和人造板的制造成本,而且豆粉比例过高会降低改性助剂的占比,从而影响大豆胶的耐水性能,豆粉比例过高还会导致干胶现象,影响板材的胶合强度。(2)目前大豆胶与脲醛胶产品共用一条生产线,目前针对大豆胶改进的涂胶机设备不仅需要投入大量的设备改造资金,而且新涂胶机与脲醛胶产品线无法相容性差,在目前脲醛胶还是主流胶黏剂产品的大环境下,对小型企业而言,为大豆胶产品设置新的生产线难度大、成本高。
发明内容
本申请的发明目的是提供一种具有高摩擦系数的大豆胶及其制备方法和在制板上的应用。
为实现上述发明目的,本申请的技术方案如下:
一种具有高摩擦系数的大豆胶,按重量份计,原料组成包括:2-3份碱,100份水,0.1-0.3份改性剂,8-15份豆粉,0.65-2.65份无机矿物粉,4-6份有机硅改性丙烯酸树脂,0.2-0.4份固化剂,0.1-3份酸,0.5-1.5份填料。
本申请在大豆胶中降低了豆粉的用量,而添加了无机矿物粉,与豆粉相比,无机矿物粉具有更高的摩擦系数,在大豆胶通过涂胶辊时,无机矿物粉能更好地带动大豆胶均匀地涂覆到板材表面,解决大豆胶涂胶困难这个难题。
无机矿物粉的用量以占豆粉和无机矿物粉总量的8-15%为宜,这是因为,无机矿物粉添加虽然会提高大豆胶的摩擦系数,方便施胶,但同时也会降低产品的预压性,为了兼顾摩擦系数和预压性,需要控制无机矿物粉的添加量。
而大豆胶中添加的有机硅改性丙烯酸树脂则能够提高大豆胶的稳定性,增强大豆胶的耐水性,延长大豆胶的存储期限。
在上述的具有高摩擦系数的大豆胶中,按重量份计,原料组成还包括:0.4-0.6份硅酸盐和0.4-0.6份亚硫酸盐。由于离子交换作用,层状硅酸盐在大豆胶体系中不仅会形成剥离或插层结构,还能与大豆蛋白形成纳米复合结构,提高大豆胶的胶接强度,改善大豆胶的初粘性,强化冷压效果;而且还可以阻隔水分对胶层的浸入,提高大豆胶的耐水性能。亚硫酸盐则能够有效抑制美拉德反应在大豆蛋白水解过程中的发生,在减少色素生成的同时不会影响大豆蛋白的降解率和水解液的水解度。
在上述的具有高摩擦系数的大豆胶中,所述的改性剂为尿素。
在上述的具有高摩擦系数的大豆胶中,所述的无机矿物粉为云母粉。
在上述的具有高摩擦系数的大豆胶中,所述的固化剂为聚酰胺聚胺-环氧氯丙烷(PAE)。
所述的具有高摩擦系数的大豆胶的制备方法包括以下步骤:
(1)按预设的重量份,在反应容器中加入碱和水,搅拌至碱完全溶解后,继续加入硅酸盐、亚硫酸盐和改性剂,在80-96℃下搅拌3-5min,获得初步混合液;
(2)按预设的重量份,在80℃下向所述的初步混合液中加入豆粉和天然矿物粉,搅拌至豆粉和天然矿物粉充分分散,获得混合液;
(3)按预设的重量份,向所述的混合液中加入固化剂,搅拌均匀,获得固化混合液;
(4)用酸调节所述的固化混合液的pH至6后,按预设的重量份加入有机硅改性丙烯酸树脂,搅拌15-25min,获得调节混合液;
(5)按预设的重量份,向所述的调节混合液中加入填料,搅拌均匀,获得所述的具有高摩擦系数的大豆胶。
本申请还提供了所述的具有高摩擦系数的大豆胶在制板上的应用,所述的应用包括以下步骤:
(Ⅰ)取所述的具有高摩擦系数的大豆胶100重量份,加入3-5重量份有机硅改性丙烯酸树脂和0.05-0.15份聚乙烯醇,搅拌均匀,获得成品改性大豆胶;
有机硅改性丙烯酸树脂的玻璃化温度极低,仅为-15℃~-5℃,因此在常温下即具备很强的粘性和极佳的成膜性,在步骤(Ⅱ)的排板以及后续的冷压阶段均能够提高大豆胶的初始粘性,利于产品冷压成型,提高产品的胶合强度。并且,有机硅改性丙烯酸树脂中还含有大量的硅氧键,不易被紫外光和臭氧所分解,这就使其具有极佳的耐水性和耐候性,在调胶时加入会对胶合板的性能有明显提升。
(Ⅱ)将所述的成品改性大豆胶涂覆至单板表面,作第一次冷压和第一次热压,获得板坯;
作为优选,所述的第一次冷压的冷压压力为0.8MPa,所述的第一次冷压的冷压时间为30min;所述的第一次热压的热压压力为0.6MPa,所述的第一次热压的热压温度为100℃,所述的第一次热压的热压速率为0.6min/mm。
(Ⅲ)将所述的板坯砂光,并在砂光后板坯的外表面涂覆所述的成品改性大豆胶,接着贴上单板,作第二次冷压和第二次热压,获得大豆胶生态装饰板。
作为优选,所述的第二次冷压的冷压压力为0.8MPa,所述的第二次冷压的冷压时间为30min;所述的第二次热压的热压压力为0.6MPa,所述的第二次热压的热压温度为100℃,所述的第二次热压的热压速率为0.6min/mm。
现有技术中,调胶后大豆胶的使用期较短,一般大豆胶需要在5小时内完成压板工序,工序安排十分紧凑;相对而言,本申请中从涂胶至冷压的时间间隔更加宽松,只需在12小时内完成即可,工序也更加简单。
与现有技术相比,本申请的有益效果体现在:
(1)本申请在大豆胶中降低了豆粉的用量,而添加了无机矿物粉,与豆粉相比,无机矿物粉具有更高的摩擦系数,在大豆胶通过涂胶辊时,无机矿物粉能更好地带动大豆胶均匀地涂覆到板材表面,解决大豆胶涂胶困难这个难题。
(2)本申请的制板工艺中,调胶时加入了有机硅改性丙烯酸树脂,有机硅改性丙烯酸树脂的玻璃化温度极低,仅为-15℃~-5℃,因此在常温下即具备很强的粘性和极佳的成膜性,在步骤(Ⅱ)的排板以及后续的冷压阶段均能够提高大豆胶的初始粘性,利于产品冷压成型,提高产品的胶合强度。并且,有机硅改性丙烯酸树脂中还含有大量的硅氧键,不易被紫外光和臭氧所分解,这就使其具有极佳的耐水性和耐候性,在调胶时加入会对胶合板的性能有明显提升。
具体实施方式
下面列举具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细说明。
实施例1
本实施例一种具有高摩擦系数的大豆胶的制备方法,包括以下步骤:
(1)在三口圆底烧瓶中加入2.5g氢氧化钠和100g水,搅拌5min,使氢氧化钠溶解,再向碱液中加入0.5g硅酸钠、0.5g亚硫酸钠和0.2g尿素,并搅拌3min,温度为80-96℃,得到初步混合溶液;
(2)向初步混合溶液中加入10g脱脂大豆粉及5g云母粉,搅拌10min,温度为80℃,使脱脂大豆粉及云母粉充分分散,得到混合溶液;
(3)将0.3g聚酰胺聚胺-环氧氯丙烷(PAE)配制成质量浓度为12.5%的水溶液,将该聚酰胺聚胺-环氧氯丙烷水溶液加入到混合溶液中,搅拌10min,得到固化混合液;
(4)向固化混合液中加入0.1mL质量浓度为35%的磷酸,搅拌5min,得到pH值为6的调节液;接着向该调节液中加入5g有机硅改性过的丙烯酸树脂,搅拌20min,得到调节混合液;
(5)向调节混合液加入0.1g氯氰菊酯和1g钛白粉,搅拌10min,倒出即获得本实施例的具有高摩擦系数的大豆胶。
实施例2
采用实施例1制备的大豆胶制板,包括以下步骤:
(Ⅰ)取实施例1制备的大豆胶100重量份,加入4重量份有机硅改性丙烯酸树脂乳液(玻璃化温度为-15℃~-5℃),搅拌5min,再加入0.1重量份氯氰菊脂防虫剂和0.1重量份聚乙烯醇,搅拌3min,获得成品改性大豆胶;
(Ⅱ)将改性大豆胶涂覆于杨木单板表面,通过第一次冷压和第一次热压使豆胶稳定,获得板坯;
第一次冷压的冷压压力为0.8MPa,冷压时间为30min;第一次热压的热压压力为0.6MPa,热压温度为100℃,热压速率为0.6min/mm;
(Ⅲ)将板坯砂光,并在砂光后板坯的外表面再次涂覆成品改性大豆胶,接着贴上三聚氰胺浸渍纸科技木杨木单板层,作第二次冷压和第二次热压,获得大豆胶生态装饰板。
第二次冷压的冷压压力为0.8MPa,冷压时间为30min;第二次热压的热压压力为0.6MPa,热压温度为100℃,热压速率为0.6min/mm。
对实施例1和实施例2制备的大豆胶的各项性能进行测试,测试结果见表1。
表1
Claims (10)
1.一种具有高摩擦系数的大豆胶,其特征在于,按重量份计,原料组成包括:2-3份碱,100份水,0.1-0.3份改性剂,8-15份豆粉,0.65-2.65份无机矿物粉,4-6份有机硅改性丙烯酸树脂,0.2-0.4份固化剂,0.1-3份酸,0.5-1.5份填料。
2.如权利要求1所述的具有高摩擦系数的大豆胶,其特征在于,按重量份计,原料组成还包括:0.4-0.6份硅酸盐和0.4-0.6份亚硫酸盐。
3.如权利要求1或2所述的具有高摩擦系数的大豆胶,其特征在于,所述的改性剂为尿素。
4.如权利要求1或2所述的具有高摩擦系数的大豆胶,其特征在于,所述的无机矿物粉为云母粉。
5.如权利要求1或2所述的具有高摩擦系数的大豆胶,其特征在于,所述的固化剂为聚酰胺聚胺-环氧氯丙烷(PAE)。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的具有高摩擦系数的大豆胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)按预设的重量份,在反应容器中加入碱和水,搅拌至碱完全溶解后,继续加入硅酸盐、亚硫酸盐和改性剂,在80-96℃下搅拌3-5min,获得初步混合液;
(2)按预设的重量份,在80℃下向所述的初步混合液中加入豆粉和天然矿物粉,搅拌至豆粉和天然矿物粉充分分散,获得混合液;
(3)按预设的重量份,向所述的混合液中加入固化剂,搅拌均匀,获得固化混合液;
(4)用酸调节所述的固化混合液的pH至6后,按预设的重量份加入有机硅改性丙烯酸树脂,搅拌15-25min,获得调节混合液;
(5)按预设的重量份,向所述的调节混合液中加入填料,搅拌均匀,获得所述的具有高摩擦系数的大豆胶。
7.如权利要求1-5中任意一项所述的具有高摩擦系数的大豆胶在制板上的应用。
8.如权利要求7所述的具有高摩擦系数的大豆胶在制板上的应用,其特征在于,包括以下步骤:
(Ⅰ)取所述的具有高摩擦系数的大豆胶100重量份,加入3-5重量份有机硅改性丙烯酸树脂和0.05-0.15份聚乙烯醇,搅拌均匀,获得成品改性大豆胶;
(Ⅱ)将所述的成品改性大豆胶涂覆至单板表面,作第一次冷压和第一次热压,获得板坯;
(Ⅲ)将所述的板坯砂光,并在砂光后板坯的外表面涂覆所述的成品改性大豆胶,接着贴上单板,作第二次冷压和第二次热压,获得大豆胶生态装饰板。
9.如权利要求8所述的具有高摩擦系数的大豆胶在制板上的应用,其特征在于,所述的第一次冷压的冷压压力为0.8MPa,所述的第一次冷压的冷压时间为30min;所述的第一次热压的热压压力为0.6MPa,所述的第一次热压的热压温度为100℃,所述的第一次热压的热压速率为0.6min/mm。
10.如权利要求8所述的具有高摩擦系数的大豆胶在制板上的应用,其特征在于,所述的第二次冷压的冷压压力为0.8MPa,所述的第二次冷压的冷压时间为30min;所述的第二次热压的热压压力为0.6MPa,所述的第二次热压的热压温度为100℃,所述的第二次热压的热压速率为0.6min/mm。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190827 |
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