CN110330900B - 一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110330900B
CN110330900B CN201910650997.8A CN201910650997A CN110330900B CN 110330900 B CN110330900 B CN 110330900B CN 201910650997 A CN201910650997 A CN 201910650997A CN 110330900 B CN110330900 B CN 110330900B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
water glass
low
cost
adhesive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910650997.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110330900A (zh
Inventor
张新荔
张佳宇
吴义强
刘明
左迎峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central South University of Forestry and Technology
Original Assignee
Central South University of Forestry and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central South University of Forestry and Technology filed Critical Central South University of Forestry and Technology
Priority to CN201910650997.8A priority Critical patent/CN110330900B/zh
Publication of CN110330900A publication Critical patent/CN110330900A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110330900B publication Critical patent/CN110330900B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J1/00—Adhesives based on inorganic constituents
    • C09J1/02—Adhesives based on inorganic constituents containing water-soluble alkali silicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02—Non-macromolecular additives
    • C09J11/04—Non-macromolecular additives inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/08—Macromolecular additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂，其原料包括以下重量份的组分：水玻璃55‑75份；氢氧化锂饱和液10‑15份；硼酸溶液3.5‑8.5份；氯丁胶乳7‑11份；纤维素纳米晶水分散液5‑18份；粉煤灰15‑30份；磷酸硅2‑6份；本发明还包括上述的低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂的制备方法。本发明所用主要组分水玻璃、氯丁胶乳、氢氧化锂、纤维素纳米晶、粉煤灰、磷酸硅等均成本低廉、性能优良，保证了胶黏剂的强力粘接和环保无醛；且制得的低成本共混改性水玻璃胶黏剂可用于粘接各种木质材料和农作物秸秆等，可替代人造板行业常用的“三醛胶”、乳白胶等，而且制备工艺简单，施工方便，适合于工业化推广和生产应用。

Description

一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及木材胶粘剂领域，具体涉及一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂及其制备方法。
背景技术
在当前木材胶黏剂领域，环保型低成本胶黏剂的开发已经成为行业发展的必然趋势和研究热点。已经有众多研究人员对木材加工业常用的脲醛树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂、三聚氰胺甲醛树脂胶黏剂、聚醋酸乙烯酯等有机合成胶黏剂，甚至淀粉、大豆蛋白等天然生物质胶黏剂进行了大量的改性研究，以期满足木制品生产的新需求。但这些改性研究几乎采用的都是化学改性，不仅过程工艺复杂而且增加胶黏剂生产成本。在材料改性中共混改性是最为简便且卓有成效的方法。共混改性的工艺过程易于实施和调控，可供配对共混的材料品质多种多样，为共混改性的科学研究和工业应用提供了颇为广阔的运作空间。
水玻璃是一类常见的无机胶黏剂，具有生产成本低、粘接强度高、耐高温性能好、环保无毒等特点，在粘接金属、玻璃、陶瓷、石材等方面应用广泛。然而水玻璃分子呈刚性，固化胶层的脆性大、耐水性差，将其用于木材粘接时必须进行改性处理。目前，水玻璃的改性多采用化学改性技术，工艺复杂且成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂及其制备方法，本发明所用主要组分水玻璃、氯丁胶乳、氢氧化锂、纤维素纳米晶、粉煤灰、磷酸硅等均成本低廉、性能优良，保证了胶黏剂的强力粘接和环保无醛；且制得的低成本共混改性水玻璃胶黏剂可用于粘接各种木质材料和农作物秸秆等，可替代人造板行业常用的“三醛胶”、乳白胶等，而且制备工艺简单，施工方便，适合于工业化推广和生产应用。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂，其原料包括以下重量份的组分：
水玻璃 55-75份；
氢氧化锂饱和液 10-15份；
硼酸溶液 3.5-8.5份；
氯丁胶乳 7-11份；
纤维素纳米晶水分散液 5-18份；
粉煤灰 15-30份；
磷酸硅 2-6份。
本发明进一步的技术方案为：所述硼酸溶液中所含硼酸的质量分数为2-10％，优选为5％。
进一步，所述水玻璃是模数为2.6-3.5的钠水玻璃、模数为2.6-3.5的钾水玻璃、模数为2.6-3.5的锂水玻璃的一种或几种的组合。
进一步，所述氯丁胶乳是阴性氯丁胶乳、阳性氯丁胶乳和烯烃化合物共聚改性氯丁胶乳的任意一种。
进一步，所述纤维素纳米晶水分散液是长度为100-300nm，宽度为5-10nm，浓度为1-10％的纤维素纳米晶水分散液的任意一种。
一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂的制备方法，采用上述所述重量份的原料，具体包括以下操作步骤：
1)将55-75份水玻璃加热至60-80℃，在搅拌下依次加入5-18份纤维素纳米晶水分散液和10-15份氢氧化锂饱和液，持续搅拌保温1-2h后冷却至室温；
2)用3.5-8.5份硼酸溶液将7-11份氯丁胶乳的pH值调节至8～10，在搅拌下将该氯丁胶乳加入步骤1)所得的混合液中分散均匀，得基料备用；
3)将15-30份粉煤灰和2-6份磷酸硅分别经研磨并过200目筛网后，加入步骤2)所得的基料中，充分搅拌并混合均匀，即得成品。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明利用了氯丁胶乳和纤维素纳米晶对水玻璃进行共混改性，以增强水玻璃胶层的韧性和对粘接材料的浸湿性。氯丁胶乳具有粘接强度高，弹性好，防水耐磨，环保、安全、阻燃等特点；纤维素纳米晶是一种高品质纳米材料，具有力学性能优异，热膨胀系数低、环境友好、生物相容、分散稳定等特点；磷酸硅是水玻璃的优良固化剂，具有固化速度快，固化性能好的优点；
2、本发明所用主要组分水玻璃、氯丁胶乳、氢氧化锂、纤维素纳米晶、粉煤灰、磷酸硅等均成本低廉、性能优良，保证了胶黏剂的强力粘接和环保无醛；
3、本发明制得的低成本共混改性水玻璃胶黏剂可用于粘接各种木质材料和农作物秸秆等，可替代人造板行业常用的“三醛胶”、乳白胶等，而且制备工艺简单，施工方便，适合于工业化推广和生产应用。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
实施例1：
按重量份将55份水玻璃加热至60℃，在搅拌下依次加入5份纤维素纳米晶水分散液和10份氢氧化锂饱和液，持续搅拌保温1h后冷却至室温。用3.5份硼酸溶液将7份氯丁胶乳的pH值调节至8-10，转移至上述水玻璃混合液中分散均匀，得基料。将15份粉煤灰和2份磷酸硅分别经研磨并过200目筛网后，加入基料中，充分搅拌并混合均匀，即得成品。
以桉木单板为原料，含水率控制在15％以内。利用本实例制备的胶黏剂，施胶量为200-350g/m2，陈放时间为20-30min，以相互纹理垂直组坯铺装为5层结构，于70℃下利用平压机压制成型，压力为1MPa，时间为5min，制成5层桉木胶合板。在室温下存放一段时间，锯切成测试试件，试件含水率控制在8-12％范围内，按照GB/T 17657-1999《人造板及饰面板理化性能试验方法》中的测试标准，所测胶合强度达到1.42MPa，24h吸收厚度膨胀率仅为1.03％。甲醛释放量按GB18580-2001《室内装饰材料人造板及其制品中甲醛释放限量》测试未检出。在室温自然通风条件下存放6个月后，制成的桉木胶合板依然保存良好，未出现开裂、变形、发霉等不良现象。
为说明本实例制备胶黏剂的粘接效果，利用市售脲醛树脂(太尔胶黏剂(广东)有限公司生产)做对照试验，仅热压温度调整为110℃，其余操作条件完全相同，5层桉木胶合试件的胶合强度为1.16MPa，24h吸收厚度膨胀率为2.39％。
实施例2：
按重量份将65份水玻璃加热至70℃，在搅拌下依次加入12份纤维素纳米晶水分散液和12份氢氧化锂饱和液，持续搅拌保温1h后冷却至室温。用6份硼酸溶液将9份氯丁胶乳的pH值调节至8-10，转移至上述水玻璃混合液中分散均匀，得基料。将20份粉煤灰和4份磷酸硅分别经研磨并过200目筛网后，加入基料中，充分搅拌并混合均匀，即得成品。
以槐木单板为原料，含水率控制在15％以内。利用本实例制备的胶黏剂，施胶量为200-350g/m2，陈放时间为20-30min，以相互纹理垂直组坯铺装为7层结构，于70℃下利用平压机压制成型，压力为1MPa，时间为5min，制成7层槐木胶合板。在室温下存放一段时间，锯切成测试试件，试件含水率控制在8-12％范围内，按照GB/T 17657-1999《人造板及饰面板理化性能试验方法》中的测试标准，所测胶合强度达到1.57MPa，24h吸收厚度膨胀率仅为1.20％。甲醛释放量按GB18580-2001《室内装饰材料人造板及其制品中甲醛释放限量》测试未检出。在室温自然通风条件下存放6个月后，制成的槐木胶合板依然保存良好，未出现开裂、变形、发霉等不良现象。
为说明本实例制备胶黏剂的粘接效果，利用市售脲醛树脂(太尔胶黏剂(广东)有限公司生产)做对照试验，仅热压温度调整为110℃，其余操作条件完全相同，7层槐木胶合试件的胶合强度为1.24MPa，24h吸收厚度膨胀率为2.35％。
实施例3：
按重量份将75份水玻璃加热至80℃，在搅拌下依次加入18份纤维素纳米晶水分散液和15份氢氧化锂饱和液，持续搅拌保温1h后冷却至室温。用8.5份硼酸溶液将11份氯丁胶乳的pH值调节至8-10，转移至上述水玻璃混合液中分散均匀，得基料。将30份粉煤灰和6份磷酸硅分别经研磨并过200目筛网后，加入基料中，充分搅拌并混合均匀，即得成品。
以杨木单板为原料，含水率控制在15％以内。利用本实例制备的胶黏剂，施胶量为200-350g/m2，陈放时间为20-30min，以相互纹理垂直组坯铺装为7层结构，于70℃下利用平压机压制成型，压力为1MPa，时间为5min，制成7层杨木胶合板。在室温下存放一段时间，锯切成测试试件，试件含水率控制在8-12％范围内，按照GB/T 17657-1999《人造板及饰面板理化性能试验方法》中的测试标准，所测胶合强度达到1.49MPa，24h吸收厚度膨胀率仅为1.37％。甲醛释放量按GB18580-2001《室内装饰材料人造板及其制品中甲醛释放限量》测试未检出。在室温自然通风条件下存放6个月后，制成的杨木胶合板依然保存良好，未出现开裂、变形、发霉等不良现象。
为说明本实例制备胶黏剂的粘接效果，利用市售脲醛树脂(太尔胶黏剂(广东)有限公司生产)做对照试验，仅热压温度调整为110℃，其余操作条件完全相同，7层杨木胶合试件的胶合强度为1.19MPa，24h吸收厚度膨胀率为2.86％。
由以上本发明的实施例1-3及水玻璃胶黏剂的粘接效果可知，本发明的水玻璃胶黏剂可替代人造板行业最常用的脲醛树脂胶黏剂，并具有固化温度低，环境适用性好、环保低成本等优点，且无醛无毒，性能优良。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂，其特征在于，其原料包括以下重量份的组分：
水玻璃 55-75份；
氢氧化锂饱和液 10-15份；
硼酸溶液 3.5-8.5份；
氯丁胶乳 7-11份；
纤维素纳米晶水分散液 5-18份；
粉煤灰 15-30份；
磷酸硅 2-6份。
2.根据权利要求1所述的低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂，其特征在于，所述硼酸溶液中所含硼酸的质量分数为2-10%。
3.根据权利要求1所述的低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂，其特征在于，所述水玻璃是模数为2.6-3.5的钠水玻璃、模数为2.6-3.5的钾水玻璃、模数为2.6-3.5的锂水玻璃的一种或几种的组合。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂，其特征在于，所述氯丁胶乳是阴性氯丁胶乳、阳性氯丁胶乳和烯烃化合物共聚改性氯丁胶乳的任意一种。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂，其特征在于，所述纤维素纳米晶水分散液是长度为100-300nm，宽度为5-10nm，浓度为1-10%的纤维素纳米晶水分散液。
6.一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂的制备方法，其特征在于，采用权利要求1-5中任一项所述重量份的原料，具体包括以下操作步骤：
1）将55-75份水玻璃加热至60-80℃，在搅拌下依次加入5-18份纤维素纳米晶水分散液和10-15份氢氧化锂饱和液，持续搅拌保温1-2h后冷却至室温；
2）用3.5-8.5份硼酸溶液将7-11份氯丁胶乳的pH值调节至8～10，在搅拌下将该氯丁胶乳加入步骤1）所得的混合液中分散均匀，得基料备用；
3）将15-30份粉煤灰和2-6份磷酸硅分别经研磨并过200目筛网后，加入步骤2）所得的基料中，充分搅拌并混合均匀，即得成品。
CN201910650997.8A 2019-07-18 2019-07-18 一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂及其制备方法 Active CN110330900B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910650997.8A CN110330900B (zh) 2019-07-18 2019-07-18 一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910650997.8A CN110330900B (zh) 2019-07-18 2019-07-18 一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110330900A CN110330900A (zh) 2019-10-15
CN110330900B true CN110330900B (zh) 2021-07-23

Family

ID=68145660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910650997.8A Active CN110330900B (zh) 2019-07-18 2019-07-18 一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110330900B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113249086B (zh) * 2021-05-21 2022-05-13 南宁市西大环保家居科技有限公司 一种防霉无醛大豆胶黏剂及其在胶合板的应用
CN115058213B (zh) * 2022-07-20 2023-07-18 凤阳常隆科技材料有限公司 一种耐水固化剂及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1063886A (zh) * 1991-02-07 1992-08-26 四川师范学院 一种新型无机粘合剂
DE102012003688A1 (de) * 2012-02-23 2013-08-29 Zoltán Boldizsár Beschichtungs-, Klebe- und Imprägniermittel, insbesondere als Bau- und Restaurationsmaterial
CN103773253A (zh) * 2014-01-17 2014-05-07 中南林业科技大学 一种阻燃防水硅酸盐木材胶黏剂及其制备方法
AU2014246682A1 (en) * 2013-12-16 2015-07-02 Csr Building Products Limited Adhesive Compound
CN105368326A (zh) * 2015-12-11 2016-03-02 廊坊市北辰创业树脂材料有限公司 一种新型防火胶及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1063886A (zh) * 1991-02-07 1992-08-26 四川师范学院 一种新型无机粘合剂
DE102012003688A1 (de) * 2012-02-23 2013-08-29 Zoltán Boldizsár Beschichtungs-, Klebe- und Imprägniermittel, insbesondere als Bau- und Restaurationsmaterial
AU2014246682A1 (en) * 2013-12-16 2015-07-02 Csr Building Products Limited Adhesive Compound
CN103773253A (zh) * 2014-01-17 2014-05-07 中南林业科技大学 一种阻燃防水硅酸盐木材胶黏剂及其制备方法
CN105368326A (zh) * 2015-12-11 2016-03-02 廊坊市北辰创业树脂材料有限公司 一种新型防火胶及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
介绍几种耐火纤维粘结剂;林发祥;《机械工人.热加工》;20121230(第08期);第50-52页 *
羧甲基纤维素在制造纸箱纸盒上的应用;李元炎;《应用化工》;20171230(第01期);第33页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110330900A (zh) 2019-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106164207B (zh) 粘着材料和使用所述粘着材料形成木质纤维素复合材料的方法
CN102632535B (zh) 一种无醛人造板的生产方法
CN110330900B (zh) 一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂及其制备方法
CN107216814B (zh) 一种环保阻燃无机胶黏剂及其制备方法
CN109439276B (zh) 一种无醛大豆蛋白基胶黏剂及其制备方法
AU2020100659A4 (en) Adhesive, preparation method thereof, and use of the same in vegetable fiberboard or artificial board
WO2012019364A1 (zh) 一种木质改性纤维增强水泥外墙板及其制造工艺
CN109504343B (zh) 一种无醛豆胶及其制备方法
CN111944480B (zh) 一种纤维板生产用硅溶胶大豆蛋白胶粘剂及其制备方法
CN113563841A (zh) 一种改性植物蛋白胶黏剂及其制备方法
CN106079017A (zh) 一种高强度人造板材
CN105128118A (zh) 一种可以用作房屋隔板的吸音保温高密度纤维板及其制备方法
CN114806496B (zh) 一种高性能防霉抗菌的豆粕胶黏剂及其制备方法
CN111037701A (zh) 一种生态环保装配式建筑墙板及其湿法制备工艺
CN110862774B (zh) 改性无机胶黏剂、制备方法及在木质人造板生产中的应用
CN110373114B (zh) 一种双交联高性能水玻璃木材胶黏剂及其制备方法
CN111285659A (zh) 防火复合板基材及防火复合板基材制备方法与防火复合板
CN105150346A (zh) 一种可以室外使用的耐用型高密度纤维板及其制备方法
CN111944479B (zh) 一种用于木材粘接的大豆蛋白胶粘剂及其制备方法
CN114804809A (zh) 一种蔗渣复合板及其制作方法
CN103254860B (zh) 一种ufim胶黏剂、制备方法及ufim胶合生态植物纤维板和刨花板
CN114525079A (zh) 一种无醛阻燃氯氧镁水泥基木材胶黏剂及其制备方法
CN110484047B (zh) 一种腻平粘结料及其制备方法
CN109517577B (zh) 一种韧性豆粕蛋白胶黏剂及其制备方法
CN111070370A (zh) 一种生态环保装饰板材及其湿法制板工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant