CN110229646A - 一种耐水性能好的纤维板胶粘剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐水性能好的纤维板胶粘剂，制备的纤维板胶粘剂具有较好的粘合性能和耐水性能。将绿豆淀粉、骨胶、木薯淀粉进行复配，降低生产成本，糊化后加入3份单‑6‑(4‑甲基丙烯酸丙炔基酯‑1,2,3‑三氮唑)‑环糊精和环氧氯丙烷、硫酸铜，其中环氧氯丙烷可以对淀粉和环糊精的醇羟基进行交联反应，形成分子架桥，促使交联网络的形成，从而增强其粘合性能，硫酸铜中的铜离子可以与3份单‑6‑(4‑甲基丙烯酸丙炔基酯‑1,2,3‑三氮唑)‑环糊精中的氮元素和骨胶淀粉中的氧元素进行交联络合，形成双网络交联，显著提高其粘合性能。

Description

一种耐水性能好的纤维板胶粘剂
技术领域
本发明属于胶粘剂技术领域，尤其是一种耐水性能好的纤维板胶粘剂。
背景技术
纤维板又称密度板，是以木质纤维或其他植物素纤维为原料，施加脲醛树脂或其他适用的胶粘剂制成的人造板。纤维板具有材质均匀、纵横强度差小、不易开裂等优点，用途广泛，其作为一种新型、高档环保的基材被欧美国家家具生产商所广泛采用，国内高档板式家具市场也开始大面积采用该种板材但是，在目前的应用来看，纤维板的防潮耐水性能较差，其在吸湿后因产生膨胀力差异而易使板材翘曲变形，纤维板使用的胶粘剂影响着纤维板的防水耐水性能。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种耐水性能好的纤维板胶粘剂。
本发明通过以下技术方案实现：
一种耐水性能好的纤维板胶粘剂，其制备方法包括以下步骤：
（1）将以重量份计的10-12份绿豆淀粉、5-8份骨胶、5-8份木薯淀粉在60-65℃下焙烧40-45min，然后向其中加入其体积3-5倍的去离子水，在70-80℃、100-200rpm下糊化20-30min，冷却至30-35℃，向其中加入3-7份单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精，继续搅拌10-20min，接着升温至75-79℃后，加入4-6份环氧氯丙烷、5-7份硫酸铜溶液，在120-140rpm下反应5-6h，冷却得到改性淀粉骨胶混合物；将绿豆淀粉、骨胶、木薯淀粉进行复配，降低生产成本，糊化后加入3份单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精和环氧氯丙烷、硫酸铜，其中环氧氯丙烷可以对淀粉和环糊精的醇羟基进行交联反应，形成分子架桥，促使交联网络的形成，从而增强其粘合性能，硫酸铜中的铜离子可以与3份单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精中的氮元素和骨胶淀粉中的氧元素进行交联络合，形成双网络交联，显著提高其粘合性能；
（2）将步骤（1）所得改性淀粉骨胶混合物加入到60-80份聚醚多元醇中，在200-300rpm下搅拌混合20-30min，然后转入压力罐中，在2-2.3MPa下放置2-3h，接着在0.4-0.5MPa下放置2-3h，泄压出料后，与10-20份多异氰酸酯在80-90℃、140-160rpm下进行预聚反应，反应时间为4-6h；经所得改性淀粉骨胶混合物与聚醚多元醇进行混合，相容性较强，未反应的环氧氯丙烷和硫酸铜继续与聚醚多元醇进行反应，促进其进一步融合，并参与到与多异氰酸酯的预聚反应中，大大提高了所得胶粘剂的粘合性能和抗老化性能；
（3）向步骤（2）所得体系中加入5-10份改性硅藻土碳化硼复合物，搅拌10-20min后加入2-4份二氨基二苯基甲烷和0.05-0.1份催化剂，继续在70-75℃下反应5-8h，冷却即可；改性硅藻土碳化硼复合物的加入，与二氨基二苯基甲烷协同作用，进一步补强胶粘剂的防潮耐水性；二氨基二苯基甲烷的加入不仅可以扩展聚氨酯分子链，增强所得胶粘剂的韧性和粘合性能，同时其带有两个苯基，憎水性较强，改善胶粘剂的耐水性能；
进一步的，步骤（1）所述硫酸铜溶液的浓度为0.5-1mol/L。
进一步的，步骤（1）所述所述聚醚多元醇由聚四氢呋喃醚多元醇与聚氧化丙烯多元醇以质量比2:1-1.2的比例组成。
进一步的，步骤（1）所述多异氰酸酯由二苯基甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯以质量比1:1.4-1.6组成。
进一步的，步骤（3）所述改性硅藻土碳化硼复合物制备方法为：
将5-8份硅藻土和2-3份碳化硼通过高压碾磨装置，在压力为10-12MPa下，进行高压气流碾磨，形成粒径大小为500-800nm的粉末,然后加入5-10份橄榄油、3-6份石蜡、20-24份二氯甲烷和0.5-2份司盘80，球磨20-30min后，加入4-6份环氧树脂，继续球磨20-40min，真空干燥，得到改性硅藻土碳化硼复合物。
进一步的，步骤（3）所述催化剂为有机锡化合物、有机铋催化剂中的一种或两种。
本发明的有益效果：本发明制备的纤维板胶粘剂具有较好的粘合性能和耐水性能。将绿豆淀粉、骨胶、木薯淀粉进行复配，降低生产成本，糊化后加入3份单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精和环氧氯丙烷、硫酸铜，其中环氧氯丙烷可以对淀粉和环糊精的醇羟基进行交联反应，形成分子架桥，促使交联网络的形成，从而增强其粘合性能，硫酸铜中的铜离子可以与3份单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精中的氮元素和骨胶淀粉中的氧元素进行交联络合，形成双网络交联，显著提高其粘合性能；经所得改性淀粉骨胶混合物与聚醚多元醇进行混合，相容性较强，未反应的环氧氯丙烷和硫酸铜继续与聚醚多元醇进行反应，促进其进一步融合，并参与到与多异氰酸酯的预聚反应中，大大提高了所得胶粘剂的粘合性能和抗老化性能；二氨基二苯基甲烷的加入不仅可以扩展聚氨酯分子链，增强所得胶粘剂的韧性和粘合性能，同时其带有两个苯基，憎水性较强，改善胶粘剂的耐水性能；改性硅藻土碳化硼复合物的加入，与二氨基二苯基甲烷协同作用，进一步补强胶粘剂的防潮耐水性，利用其制备的纤维板防潮耐水性能极佳。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
一种耐水性能好的纤维板胶粘剂，其制备方法包括以下步骤：
（1）将以重量份计的10份绿豆淀粉、5份骨胶、5份木薯淀粉在60℃下焙烧40min，然后向其中加入其体积3倍的去离子水，在70℃、100rpm下糊化20min，冷却至30℃，向其中加入3份单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精，继续搅拌10min，接着升温至75℃后，加入4份环氧氯丙烷、5份硫酸铜溶液，在120rpm下反应5h，冷却得到改性淀粉骨胶混合物；
（2）将步骤（1）所得改性淀粉骨胶混合物加入到60份聚醚多元醇中，在200rpm下搅拌混合20min，然后转入压力罐中，在2MPa下放置2h，接着在0.4MPa下放置2h，泄压出料后，与10份多异氰酸酯在80℃、140rpm下进行预聚反应，反应时间为4h；
（3）向步骤（2）所得体系中加入5份改性硅藻土碳化硼复合物，搅拌10min后加入2份二氨基二苯基甲烷和0.05份催化剂，继续在70℃下反应5h，冷却即可。
进一步的，步骤（1）所述硫酸铜溶液的浓度为0.5mol/L。
进一步的，步骤（1）所述所述聚醚多元醇由聚四氢呋喃醚多元醇与聚氧化丙烯多元醇以质量比2:1的比例组成。
进一步的，步骤（1）所述多异氰酸酯由二苯基甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯以质量比1:1.4组成。
进一步的，步骤（3）所述改性硅藻土碳化硼复合物制备方法为：
将5份硅藻土和2份碳化硼通过高压碾磨装置，在压力为10MPa下，进行高压气流碾磨，形成粒径大小为500nm的粉末,然后加入5份橄榄油、3份石蜡、20份二氯甲烷和0.5份司盘80，球磨20min后，加入4份环氧树脂，继续球磨20min，真空干燥，得到改性硅藻土碳化硼复合物。
进一步的，步骤（3）所述催化剂为有机锡化合物、有机铋催化剂中的一种或两种。
实施例2
一种耐水性能好的纤维板胶粘剂，其制备方法包括以下步骤：
（1）将以重量份计的11份绿豆淀粉、7份骨胶、6份木薯淀粉在62℃下焙烧42min，然后向其中加入其体积4倍的去离子水，在75℃、150rpm下糊化25min，冷却至32℃，向其中加入5份单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精，继续搅拌15min，接着升温至78℃后，加入5份环氧氯丙烷、6份硫酸铜溶液，在130rpm下反应6h，冷却得到改性淀粉骨胶混合物；
（2）将步骤（1）所得改性淀粉骨胶混合物加入到70份聚醚多元醇中，在250rpm下搅拌混合25min，然后转入压力罐中，在2.1MPa下放置3h，接着在0.45MPa下放置3h，泄压出料后，与15份多异氰酸酯在85℃、150rpm下进行预聚反应，反应时间为5h；
（3）向步骤（2）所得体系中加入8份改性硅藻土碳化硼复合物，搅拌15min后加入3份二氨基二苯基甲烷和0.08份催化剂，继续在72℃下反应7h，冷却即可。
进一步的，步骤（1）所述硫酸铜溶液的浓度为0.7mol/L。
进一步的，步骤（1）所述所述聚醚多元醇由聚四氢呋喃醚多元醇与聚氧化丙烯多元醇以质量比2:1.1的比例组成。
进一步的，步骤（1）所述多异氰酸酯由二苯基甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯以质量比1:1.5组成。
进一步的，步骤（3）所述改性硅藻土碳化硼复合物制备方法为：
将7份硅藻土和3份碳化硼通过高压碾磨装置，在压力为11MPa下，进行高压气流碾磨，形成粒径大小为600nm的粉末,然后加入8份橄榄油、4份石蜡、22份二氯甲烷和1份司盘80，球磨25min后，加入5份环氧树脂，继续球磨30min，真空干燥，得到改性硅藻土碳化硼复合物。
进一步的，步骤（3）所述催化剂为有机锡化合物、有机铋催化剂中的一种或两种。
实施例3
一种耐水性能好的纤维板胶粘剂，其制备方法包括以下步骤：
（1）将以重量份计的12份绿豆淀粉、8份骨胶、8份木薯淀粉在65℃下焙烧45min，然后向其中加入其体积5倍的去离子水，在80℃、200rpm下糊化30min，冷却至35℃，向其中加入7份单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精，继续搅拌20min，接着升温至79℃后，加入6份环氧氯丙烷、7份硫酸铜溶液，在140rpm下反应6h，冷却得到改性淀粉骨胶混合物；
（2）将步骤（1）所得改性淀粉骨胶混合物加入到80份聚醚多元醇中，在300rpm下搅拌混合30min，然后转入压力罐中，在2.3MPa下放置3h，接着在0.5MPa下放置3h，泄压出料后，与20份多异氰酸酯在90℃、160rpm下进行预聚反应，反应时间为6h；
（3）向步骤（2）所得体系中加入10份改性硅藻土碳化硼复合物，搅拌20min后加入4份二氨基二苯基甲烷和0.1份催化剂，继续在75℃下反应8h，冷却即可。
进一步的，步骤（1）所述硫酸铜溶液的浓度为1mol/L。
进一步的，步骤（1）所述所述聚醚多元醇由聚四氢呋喃醚多元醇与聚氧化丙烯多元醇以质量比2:1.2的比例组成。
进一步的，步骤（1）所述多异氰酸酯由二苯基甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯以质量比1:1.6组成。
进一步的，步骤（3）所述改性硅藻土碳化硼复合物制备方法为：
将8份硅藻土和3份碳化硼通过高压碾磨装置，在压力为12MPa下，进行高压气流碾磨，形成粒径大小为800nm的粉末,然后加入10份橄榄油、6份石蜡、24份二氯甲烷和2份司盘80，球磨30min后，加入6份环氧树脂，继续球磨40min，真空干燥，得到改性硅藻土碳化硼复合物。
进一步的，步骤（3）所述催化剂为有机锡化合物、有机铋催化剂中的一种或两种。
对比实施例1
本对比实施例相比于实施例2，省略了步骤（1）中单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精的加入，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例相比于实施例2，省略了步骤（1）中硫酸铜溶液的加入，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例相比于实施例2，将步骤（3）中改性硅藻土碳化硼复合物替换为普通未处理硅藻土和碳化硼，除此之外的方法步骤均相同。
对比实施例4
本对比实施例相比于实施例2，省略了步骤（3）中二氨基二苯基甲烷的加入，除此之外的方法步骤均相同。
性能测试：
纤维板制备
将木质原料进行蒸煮软化，得木质纤维，将各组所得胶粘剂与木质纤维一起置于拌胶机中，搅拌，胶用量为木质纤维质量的12％， 然后铺装到板坯模板中，并用预压机以150bar的压力对纤维板坯进行预压，然后在热压温度为150℃，热压压力为250bar下热压，得到密度为0.8g/cm3的板材。
然后对各组所得纤维板进行性能测试：
胶合强度测定：按照GB/T 17657-2003《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》标准，采用万能力学试验机测定。
按照GB/T 17657-2003《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》标准，对吸水厚度膨胀率进行测定。
按照GB/T 17657-2003《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》标准中防潮性能-沸水煮实验对其防潮性能进行测试。
测定结果如表1所示：
表1
由表1可知，本发明制备的纤维板胶粘剂具有较好的粘合性能和耐水性能。

Claims (6)

1.一种耐水性能好的纤维板胶粘剂，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
（1）将以重量份计的10-12份绿豆淀粉、5-8份骨胶、5-8份木薯淀粉在60-65℃下处理40-45min，然后向其中加入其体积3-5倍的去离子水，在70-80℃、100-200rpm下糊化20-30min，冷却至30-35℃，向其中加入3-7份单-6-(4-甲基丙烯酸丙炔基酯-1,2,3-三氮唑)-环糊精，继续搅拌10-20min，接着升温至75-79℃后，加入4-6份环氧氯丙烷、5-7份硫酸铜溶液，在120-140rpm下反应5-6h，冷却得到改性淀粉骨胶混合物；
（2）将步骤（1）所得改性淀粉骨胶混合物加入到60-80份聚醚多元醇中，在200-300rpm下搅拌混合20-30min，然后转入压力罐中，在2-2.3MPa下放置2-3h，接着在0.4-0.5MPa下放置2-3h，泄压出料后，与10-20份多异氰酸酯在80-90℃、140-160rpm下进行预聚反应，反应时间为4-6h；
（3）向步骤（2）所得体系中加入5-10份改性硅藻土碳化硼复合物，搅拌10-20min后加入2-4份二氨基二苯基甲烷和0.05-0.1份催化剂，继续在70-75℃下反应5-8h，冷却即可。
2.根据权利要求1所述的一种耐水性能好的纤维板胶粘剂，其特征在于，步骤（1）所述硫酸铜溶液的浓度为0.5-1mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种耐水性能好的纤维板胶粘剂，其特征在于，步骤（1）所述所述聚醚多元醇由聚四氢呋喃醚多元醇与聚氧化丙烯多元醇以质量比2:1-1.2的比例组成。
4.根据权利要求1所述的一种耐水性能好的纤维板胶粘剂，其特征在于，步骤（1）所述多异氰酸酯由二苯基甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯以质量比1:1.4-1.6组成。
5.根据权利要求1所述的一种耐水性能好的纤维板胶粘剂，其特征在于，步骤（3）所述改性硅藻土碳化硼复合物制备方法为：
将5-8份硅藻土和2-3份碳化硼通过高压碾磨装置，在压力为10-12MPa下，进行高压气流碾磨，形成粒径大小为500-800nm的粉末,然后加入5-10份橄榄油、3-6份石蜡、20-24份二氯甲烷和0.5-2份司盘80，球磨20-30min后，加入4-6份环氧树脂，继续球磨20-40min，真空干燥，得到改性硅藻土碳化硼复合物。
6.根据权利要求1所述的一种耐水性能好的纤维板胶粘剂，其特征在于，步骤（3）所述催化剂为有机锡化合物、有机铋催化剂中的一种或两种。
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