CN110437772A - 一种单组份水性实木拼板胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及胶粘剂技术领域,具体涉及一种单组份水性实木拼板胶及其制备方法,包括如下重量份的原料:EVA乳液、羧基丁苯乳液、氯乙烯乳液、聚乙烯醇、非邻苯增塑剂、醋酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸单体、乳化剂、引发剂、pH调节剂、硅烷偶联剂、防腐剂、消泡剂和去离子水。本发明的单组份水性实木拼板胶可以在常温冷压下快速固化,粘结强度高,长期浸泡于水中不开胶,耐水性好,遇高温低温时不开裂,耐高低温性能优异,耐候性好,对环境无污染,还具有良好的抗水性、抗溶剂性、抗油/脂性能力和耐热性,适用于松木、桉木、杨木、桦木等软木拼板。
Description
技术领域
本发明涉及胶粘剂技术领域,具体涉及一种单组份水性实木拼板胶及其制备方法。
背景技术
随着经济的发展,人们对木质家具的需求已经逐渐从注重外观上升到注重材质的层面,而实木木材不能直接用于家具制作,必以实木锯材拼板为实木板材用于制作。目前用于实木拼板的拼板胶,绝大数均以聚乙烯醇为保护胶体,并添加各类助剂,进行交联改性。拼板胶在使用过程中,需要按一定比例添加含异氰酸酯类的固化剂。拼板胶在添加固化剂之后,适用期大大缩短,需要即调即用。为了提高效率,有些生产厂家将工件加热,通过加热来提高生产效率。加热固化是把双刃剑,加热能加快固化速度,但是调配好的胶,在加热后,胶水存储期大大缩短,需要及时把没用完的胶料从胶盆中取出。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种单组份水性实木拼板胶,该单组份水性实木拼板胶可以在常温冷压下快速固化,粘结强度高,长期浸泡于水中不开胶,耐水性好,遇高温低温时不开裂,耐高低温性能优异,耐候性好,对环境无污染,适用于松木、桉木、杨木、桦木等密度范围为0.4-0.55g/m3的软木拼板。
本发明的另一目的在于提供一种单组份水性实木拼板胶的制备方法,该制备方法通过采用乳液聚合,步骤简单,操作控制方便,质量稳定,生产效率高生产成本低,可大规模化工业生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现:一种单组份水性实木拼板胶,包括如下重量份的原料:
本发明的单组份水性实木拼板胶通过采用上述原料,并严格控制个原料的重量配比,制得的实木拼板胶可以在常温冷压下快速固化,粘结强度高,长期浸泡于水中不开胶,耐水性好,遇高温低温时不开裂,耐高低温性能优异,耐候性好,对环境无污染,还具有良好的抗水性、抗溶剂性、抗油/脂性能力和耐热性。
优选的,所述非邻苯增塑剂为柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三辛酯和硬脂酸异辛酯中的至少一种。本发明通过采用上述非邻苯增塑剂,可以减弱分子间力,提高胶黏剂的韧性和耐寒性。
优选的,所述丙烯酸单体是由丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸-2-羟乙酯和丙烯酸-4-羟基丁酯以重量比0.1-0.5:4-8:0.5-1.0:1.0-1.5组成的混合物。本发明通过采用丙烯酸,可以提高胶黏剂对基材的附着力;通过采用甲基丙烯酸甲酯,可以提高胶膜的硬度和拉伸强度,还具有较好的抗污性和耐水性;通过采用丙烯酸-2-羟乙酯和丙烯酸-4-羟基丁酯作为交联单体,可有效提高粘结强度。本发明通过严格控制丙烯酸单体的种类、复配及配比,可有效提高胶黏剂的附着力、耐水性和粘结强度。
优选的,所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。本发明通过采用上述乳化剂,能够改善乳浊液中各种构成相之间的表面张力,使之形成均匀稳定的分散体系或乳浊液,可以提高乳液的稳定性,有利于单体聚合。
优选的,所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵中的至少一种。本发明通过采用上述引发剂,可以在较低温度下引发聚合反应,可以提高反应速率,降低能耗。
优选的,所述pH调节剂为碳酸氢钠、碳酸钠、磷酸二氢钠、磷酸钠和醋酸钠中的至少一种。本发明通过采用上述pH调节剂,可以调节反映介质的pH值,当pH值较高时,引发剂分解速度快,形成的活性中心多,聚合反应速度快;但随着过硫酸盐引发剂的分解,会逐渐释放出氢离子而使体系pH值降低,但如果pH值太低,不仅会使引发速度明显减慢,还会降低体系的稳定性。
优选的,所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。本发明通过采用上述硅烷偶联剂,可以提高胶黏剂的粘接强度、耐水和耐气候性能。
优选的,所述防腐剂为苯甲酸钠、山梨酸钾、脱氢乙酸钠、双乙酸钠、丙酸钙和乳酸钠中的至少一种。本发明通过采用上述防腐剂,可以防止胶水发生霉变。
优选的,所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的至少一种。本发明通过采用上述消泡剂,具有消泡速度快、抑泡时间长、效果好、扩散性、渗透性好、热稳定性好等特点。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现:一种单组份水性实木拼板胶的制备方法,包括如下步骤:
(1)将引发剂溶于部分去离子水中,配成引发剂水溶液;
(2)向反应釜中加入EVA乳液、消泡剂和剩余的去离子水,开动搅拌,加入聚乙烯醇,升温至90-95℃保温40-60min,至聚乙烯醇全部溶解;然后降温到70-75℃,加入醋酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、乳化剂和偶联剂;搅拌乳化5-10min后,加入部分引发剂水溶液,在70-75℃保温30-40min;
(3)待冷凝器无回流后,开始同时滴加丙烯酸单体和剩余的引发剂水溶液,滴加时间3-5h;
(4)反应结束后降温至55℃以下,加入pH调节剂将pH值调在5-8.5之间,然后加入羧基丁苯乳液、氯乙烯乳液、非邻苯增塑剂和防腐剂,搅拌15-25min混合均匀,制得单组份水性实木拼板胶。
本发明的有益效果在于:本发明的单组份水性实木拼板胶可以在常温冷压下快速固化,粘结强度高,长期浸泡于水中不开胶,耐水性好,遇高温低温时不开裂,耐高低温性能优异,耐候性好,对环境无污染,适用于松木、桉木、杨木、桦木等密度范围为0.4-0.55g/m3的软木拼板。
本发明的制备方法通过采用乳液聚合,步骤简单,操作控制方便,质量稳定,生产效率高生产成本低,可大规模化工业生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例对本发明作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种单组份水性实木拼板胶,包括如下重量份的原料:
所述非邻苯增塑剂为柠檬酸三丁酯。
所述丙烯酸单体是由丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸-2-羟乙酯和丙烯酸-4-羟基丁酯以重量比0.1:4:0.5:1.0组成的混合物。
所述乳化剂为十二烷基硫酸钠。
所述引发剂为过硫酸钾。
所述pH调节剂为碳酸氢钠。
所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
所述防腐剂为苯甲酸钠。
所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
一种单组份水性实木拼板胶的制备方法,包括如下步骤:
(1)将引发剂溶于部分去离子水中,配成引发剂水溶液;
(2)向反应釜中加入EVA乳液、消泡剂和剩余的去离子水,开动搅拌,加入聚乙烯醇,升温至90℃保温60min,至聚乙烯醇全部溶解;然后降温到70℃,加入醋酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、乳化剂和偶联剂;搅拌乳化5min后,加入部分引发剂水溶液,在70℃保温40min;
(3)待冷凝器无回流后,开始同时滴加丙烯酸单体和剩余的引发剂水溶液,滴加时间3h;
(4)反应结束后降温至55℃以下,加入pH调节剂将pH值调在5-8.5之间,然后加入羧基丁苯乳液、氯乙烯乳液、非邻苯增塑剂和防腐剂,搅拌15min混合均匀,制得单组份水性实木拼板胶。
实施例2
一种单组份水性实木拼板胶,包括如下重量份的原料:
所述非邻苯增塑剂为柠檬酸三辛酯。
所述丙烯酸单体是由丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸-2-羟乙酯和丙烯酸-4-羟基丁酯以重量比0.2:5:0.6:1.1组成的混合物。
所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠。
所述引发剂为过硫酸钠。
所述pH调节剂为碳酸钠。
所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
所述防腐剂为山梨酸钾。
所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。
一种单组份水性实木拼板胶的制备方法,包括如下步骤:
(1)将引发剂溶于部分去离子水中,配成引发剂水溶液;
(2)向反应釜中加入EVA乳液、消泡剂和剩余的去离子水,开动搅拌,加入聚乙烯醇,升温至91℃保温55min,至聚乙烯醇全部溶解;然后降温到71℃,加入醋酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、乳化剂和偶联剂;搅拌乳化6min后,加入部分引发剂水溶液,在71℃保温38min;
(3)待冷凝器无回流后,开始同时滴加丙烯酸单体和剩余的引发剂水溶液,滴加时间3.5h;
(4)反应结束后降温至55℃以下,加入pH调节剂将pH值调在5-8.5之间,然后加入羧基丁苯乳液、氯乙烯乳液、非邻苯增塑剂和防腐剂,搅拌18min混合均匀,制得单组份水性实木拼板胶。
实施例3
一种单组份水性实木拼板胶,包括如下重量份的原料:
所述非邻苯增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯。
所述丙烯酸单体是由丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸-2-羟乙酯和丙烯酸-4-羟基丁酯以重量比0.3:6:0.8:1.2组成的混合物。
所述乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚。
所述引发剂为过硫酸铵。
所述pH调节剂为磷酸二氢钠。
所述硅烷偶联剂为甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷。
所述防腐剂为脱氢乙酸钠。
所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚。
一种单组份水性实木拼板胶的制备方法,包括如下步骤:
(1)将引发剂溶于部分去离子水中,配成引发剂水溶液;
(2)向反应釜中加入EVA乳液、消泡剂和剩余的去离子水,开动搅拌,加入聚乙烯醇,升温至92℃保温50min,至聚乙烯醇全部溶解;然后降温到72℃,加入醋酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、乳化剂和偶联剂;搅拌乳化8min后,加入部分引发剂水溶液,在72℃保温35min;
(3)待冷凝器无回流后,开始同时滴加丙烯酸单体和剩余的引发剂水溶液,滴加时间4h;
(4)反应结束后降温至55℃以下,加入pH调节剂将pH值调在5-8.5之间,然后加入羧基丁苯乳液、氯乙烯乳液、非邻苯增塑剂和防腐剂,搅拌20min混合均匀,制得单组份水性实木拼板胶。
实施例4
一种单组份水性实木拼板胶,包括如下重量份的原料:
所述非邻苯增塑剂为乙酰柠檬酸三辛酯。
所述丙烯酸单体是由丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸-2-羟乙酯和丙烯酸-4-羟基丁酯以重量比0.4:7:0.9:1.4组成的混合物。
所述乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚。
所述引发剂为过硫酸钾。
所述pH调节剂为磷酸钠。
所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
所述防腐剂为双乙酸钠。
所述消泡剂为聚氧丙烯甘油醚。
一种单组份水性实木拼板胶的制备方法,包括如下步骤:
(1)将引发剂溶于部分去离子水中,配成引发剂水溶液;
(2)向反应釜中加入EVA乳液、消泡剂和剩余的去离子水,开动搅拌,加入聚乙烯醇,升温至94℃保温45min,至聚乙烯醇全部溶解;然后降温到74℃,加入醋酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、乳化剂和偶联剂;搅拌乳化9min后,加入部分引发剂水溶液,在74℃保温32min;
(3)待冷凝器无回流后,开始同时滴加丙烯酸单体和剩余的引发剂水溶液,滴加时间4.5h;
(4)反应结束后降温至55℃以下,加入pH调节剂将pH值调在5-8.5之间,然后加入羧基丁苯乳液、氯乙烯乳液、非邻苯增塑剂和防腐剂,搅拌22min混合均匀,制得单组份水性实木拼板胶。
实施例5
一种单组份水性实木拼板胶,包括如下重量份的原料:
所述非邻苯增塑剂为硬脂酸异辛酯。
所述丙烯酸单体是由丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸-2-羟乙酯和丙烯酸-4-羟基丁酯以重量比0.5:8:1.0:1.5组成的混合物。
所述乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚。
所述引发剂为过硫酸钠。
所述pH调节剂为醋酸钠。
所述硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
所述防腐剂为丙酸钙或乳酸钠。
所述消泡剂为聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚。
一种单组份水性实木拼板胶的制备方法,包括如下步骤:
(1)将引发剂溶于部分去离子水中,配成引发剂水溶液;
(2)向反应釜中加入EVA乳液、消泡剂和剩余的去离子水,开动搅拌,加入聚乙烯醇,升温至95℃保温40min,至聚乙烯醇全部溶解;然后降温到75℃,加入醋酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、乳化剂和偶联剂;搅拌乳化10min后,加入部分引发剂水溶液,在75℃保温30min;
(3)待冷凝器无回流后,开始同时滴加丙烯酸单体和剩余的引发剂水溶液,滴加时间5h;
(4)反应结束后降温至55℃以下,加入pH调节剂将pH值调在5-8.5之间,然后加入羧基丁苯乳液、氯乙烯乳液、非邻苯增塑剂和防腐剂,搅拌25min混合均匀,制得单组份水性实木拼板胶。
本发明的单组份水性实木拼板胶的理化性能指标检测结果如下:外观为乳白色匀质乳液,粘度为18000~30000mPa.s(LV4#,12rpm/25℃,NDJ-1旋转粘度计),固含量为51±2%(105℃/3h,参考GB/T2793-1995),pH值为5.0~8.5。
本发明的单组份水性实木拼板胶无有毒溶剂,经国家建筑材料测试中心检测,游离甲醛和总挥发性有机化合物(TVOC)含量达标,符合国家规定的指标;且其粘结强度可以达到16.5-18.2MPa,防水性能通过德国DIN检测标准,达到D4等级;通过日本JAS沸水、冷水浸泡剥离测试和美国ASTM(-20℃~50℃)冷热循环测试,具有较高的的粘结强度及优异的耐水性。
上述实施例为本发明较佳的实现方案,除此之外,本发明还可以其它方式实现,在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种单组份水性实木拼板胶,其特征在于:包括如下重量份的原料:
2.根据权利要求1所述的一种单组份水性实木拼板胶,其特征在于:所述非邻苯增塑剂为柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三辛酯和硬脂酸异辛酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种单组份水性实木拼板胶,其特征在于:所述丙烯酸单体是由丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸-2-羟乙酯和丙烯酸-4-羟基丁酯以重量比0.1-0.5:4-8:0.5-1.0:1.0-1.5组成的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种单组份水性实木拼板胶,其特征在于:所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种单组份水性实木拼板胶,其特征在于:所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种单组份水性实木拼板胶,其特征在于:所述pH调节剂为碳酸氢钠、碳酸钠、磷酸二氢钠、磷酸钠和醋酸钠中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种单组份水性实木拼板胶,其特征在于:所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种单组份水性实木拼板胶,其特征在于:所述防腐剂为苯甲酸钠、山梨酸钾、脱氢乙酸钠、双乙酸钠、丙酸钙和乳酸钠中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种单组份水性实木拼板胶,其特征在于:所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的至少一种。
10.如权利要求1-9任一项所述的一种单组份水性实木拼板胶的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)将引发剂溶于部分去离子水中,配成引发剂水溶液;
(2)向反应釜中加入EVA乳液、消泡剂和剩余的去离子水,开动搅拌,加入聚乙烯醇,升温至90-95℃保温40-60min,至聚乙烯醇全部溶解;然后降温到70-75℃,加入醋酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、乳化剂和偶联剂;搅拌乳化5-10min后,加入部分引发剂水溶液,在70-75℃保温30-40min;
(3)待冷凝器无回流后,开始同时滴加丙烯酸单体和剩余的引发剂水溶液,滴加时间3-5h;
(4)反应结束后降温至55℃以下,加入pH调节剂将pH值调在5-8.5之间,然后加入羧基丁苯乳液、氯乙烯乳液、非邻苯增塑剂和防腐剂,搅拌15-25min混合均匀,制得单组份水性实木拼板胶。
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