CN110437776A - 一种双组份水性红木拼板胶及其应用 - Google Patents

一种双组份水性红木拼板胶及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及胶粘剂技术领域，具体涉及一种双组份水性红木拼板胶及其应用，它由主剂和固化剂以重量比100:12‑18混合而成，所述主剂包括如下重量份的原料：醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、丙烯酸单体、乳化剂、引发剂、pH调节剂、硅烷偶联剂、还原剂、链转移剂、防腐剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂、无机填料和去离子水。本发明的双组份水性红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，可有效用于红木拼接。

Description

一种双组份水性红木拼板胶及其应用
技术领域
本发明涉及胶粘剂技术领域，具体涉及一种双组份水性红木拼板胶及其应用。
背景技术
随着人们生活水平的提高，对木制产品的需求日益增长，但森林资源非常匮乏，根本无法满足实际需求的增长。为此，多年来形成一种以小木拼成大木的木材再加工产业，以充分利用各种木材，减少浪费。在小木拼成大木的过程中，需要用到大量的双组份拼板胶。双组份拼板胶由含活性氢的水基聚合物，加入多异氰酸酯为固化剂，即构成水性高分子-异氰酸酯胶粘剂。
红木是我国高端、名贵家具用材的统称，红木属于硬木类，材质坚硬，纹理致密，是我国制作家具、室内装饰、乐器的主要木材之一，但用通常粘合剂制作的红木拼接板材在接缝处常出现变色，形成深褐色或黑褐色色斑，影响成品的外观，结果逼使成品削价处理，给国家或企业带来很大的经济损失。
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双组份水性红木拼板胶，该双组份水性红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，可有效用于红木拼接。
本发明的另一目的在于提供一种双组份水性红木拼板胶的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种双组份水性红木拼板胶，它由主剂和固化剂以重量比100:12-18混合而成，所述主剂包括如下重量份的原料：
本发明的双组份水性红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，制得的红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，可有效用于红木拼接。
优选的，所述丙烯酸单体是由丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯以重量比1-2:2-6:4-8:0.5-1.5组成的混合物。本发明通过严格控制丙烯酸单体的种类、复配及配比，可有效提高粘结强度。本发明通过采用丙烯酸，可以提高胶黏剂对基材的附着力；通过采用丙烯酸丁酯，可以提高胶膜的柔韧性，并促进成膜；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；通过采用甲基丙烯酸缩水甘油酯作为交联单体，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，所述乳化剂为烷基硫酸盐、烷基苯磺酸盐、硫基琥珀酸聚氧乙烯醚酯、改性烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇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。
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。
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，所述还原剂为亚硫酸氢钠、抗坏血酸和抗坏血酸棕榈酸酯中的至少一种。本发明通过采用引发剂与上述还原剂组成的氧化还原对产生自由基引发聚合，降低聚合体系温度，提高乳胶粒分子量，提高粘接强度。
所述链转移剂为四氯化碳、叔十二烷基硫醇、正辛基硫醇、正十四烷基硫醇和正己基硫醇中的至少一种。本发明通过采用上述链转移剂，可以控制聚合物链的分子量。
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。
所述分散剂为硬脂酸钙、硬脂酸丁酯、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯和三硬脂酸甘油酯中的至少一种。本发明通过采用上述分散剂，可以提升光泽，增加流平效果，提高着色力，降低粘度，减少絮凝，增加贮藏稳定性。
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。
所述成膜助剂为乙二醇、十二碳醇酯、二丙二醇单丁醚、己二醇丁醚醋酸酯和3-乙氧基丙酸乙酯中的至少一种。本发明通过采用上述成膜助剂，具有良好的成膜性、相容性和优异的基材附着性。
优选的，所述无机填料为纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米陶瓷颗粒和纳米硅微粉中的至少一种。本发明通过采用上述无机填料，可以降低成本，提高固含量和粘度，降低渗透率，改善填充性能。通过采用纳米填料，粒径小，能够很好的分散于乳液中，在一定程度上增强了胶水的耐磨性、耐热性和耐候性。
优选的，所述固化剂为TDI、IPDI、MDI、HMDI和HDI中的至少一种。本发明通过采用上述固化剂，可以在常温冷压下快速固化，粘结强度高。
所述双组份水性红木拼板胶的制备方法包括如下步骤：
(1)将主剂中除无机填料之外的各原料按所述比例混合，加热所得混合物进行乳液聚合反应，所述乳液聚合反应的温度为70-90℃，时间为2-6h；然后加入无机填料得到主胶乳液，用50-150目滤网过滤得到主剂；
(2)临使用前，将步骤(1)制得的主剂与固化剂按所述配比混合均匀。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现：一种双组份水性红木拼板胶的应用，所述双组份水性红木拼板胶用于红木拼接。
本发明的有益效果在于：本发明的双组份水性红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，可有效用于红木拼接。
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
一种双组份水性红木拼板胶，它由主剂和固化剂以重量比100:12混合而成，所述主剂包括如下重量份的原料：
所述丙烯酸单体是由丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯以重量比1:2:4:0.5组成的混合物。
所述乳化剂为烷基硫酸盐；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。
所述还原剂为亚硫酸氢钠；所述链转移剂为四氯化碳。
所述防腐剂为苯甲酸钠；所述分散剂为硬脂酸钙。
所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷；所述成膜助剂为乙二醇。
所述无机填料为纳米碳酸钙。
所述固化剂为TDI。
一种双组份水性红木拼板胶的应用，所述双组份水性红木拼板胶用于红木拼接。
实施例2
一种双组份水性红木拼板胶，它由主剂和固化剂以重量比100:14混合而成，所述主剂包括如下重量份的原料：
所述丙烯酸单体是由丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯以重量比1.2:3:5:0.8组成的混合物。
所述乳化剂为烷基苯磺酸盐；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。
所述还原剂为抗坏血酸；所述链转移剂为叔十二烷基硫醇。
所述防腐剂为山梨酸钾；所述分散剂为硬脂酸丁酯。
所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；所述成膜助剂为十二碳醇酯。
所述无机填料为纳米二氧化钛。
所述固化剂为IPDI。
一种双组份水性红木拼板胶的应用，所述双组份水性红木拼板胶用于红木拼接。
实施例3
一种双组份水性红木拼板胶，它由主剂和固化剂以重量比100:15混合而成，所述主剂包括如下重量份的原料：
所述丙烯酸单体是由丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯以重量比1.5:4:6:1组成的混合物。
所述乳化剂为硫基琥珀酸聚氧乙烯醚酯；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。
所述还原剂为抗坏血酸棕榈酸酯；所述链转移剂为正辛基硫醇。
所述防腐剂为脱氢乙酸钠；所述分散剂为乙撑双硬脂酰胺。
所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚；所述成膜助剂为二丙二醇单丁醚。
所述无机填料为纳米二氧化硅。
所述固化剂为MDI。
一种双组份水性红木拼板胶的应用，所述双组份水性红木拼板胶用于红木拼接。
实施例4
一种双组份水性红木拼板胶，它由主剂和固化剂以重量比100:16混合而成，所述主剂包括如下重量份的原料：
所述丙烯酸单体是由丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯以重量比1.8:5:7:1.2组成的混合物。
所述乳化剂为改性烷基酚聚氧乙烯醚；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。
所述还原剂为亚硫酸氢钠；所述链转移剂为正十四烷基硫醇。
所述防腐剂为双乙酸钠；所述分散剂为硬脂酸单甘油酯。
所述消泡剂为聚氧丙烯甘油醚；所述成膜助剂为己二醇丁醚醋酸酯。
所述无机填料为纳米陶瓷颗粒。
所述固化剂为HMDI。
一种双组份水性红木拼板胶的应用，所述双组份水性红木拼板胶用于红木拼接。
实施例5
一种双组份水性红木拼板胶，它由主剂和固化剂以重量比100:18混合而成，所述主剂包括如下重量份的原料：
所述丙烯酸单体是由丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯以重量比2:6:8:1.5组成的混合物。
所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；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。
所述还原剂为抗坏血酸；所述链转移剂为正己基硫醇。
所述防腐剂为丙酸钙或乳酸钠；所述分散剂为三硬脂酸甘油酯。
所述消泡剂为聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚；所述成膜助剂为3-乙氧基丙酸乙酯。
所述无机填料为纳米硅微粉。
所述固化剂为HDI。
一种双组份水性红木拼板胶的应用，所述双组份水性红木拼板胶用于红木拼接。
本发明的双组份水性红木拼板胶的理化性能指标检测结果：外观为白色乳液，粘度为8000-12000cps(BF RVF 4#/10rpm/27℃)，固含量为50％±2％，比重为1.15～1.19，pH值为7.0～7.5。
本发明的双组份水性红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16.8-18.4MPa，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)

1.一种双组份水性红木拼板胶，其特征在于：它由主剂和固化剂以重量比100:12-18混合而成，所述主剂包括如下重量份的原料：
2.根据权利要求1所述的一种双组份水性红木拼板胶，其特征在于：所述丙烯酸单体是由丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯以重量比1-2:2-6:4-8:0.5-1.5组成的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种双组份水性红木拼板胶，其特征在于：所述乳化剂为烷基硫酸盐、烷基苯磺酸盐、硫基琥珀酸聚氧乙烯醚酯、改性烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种；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。
4.根据权利要求1所述的一种双组份水性红木拼板胶，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；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。
5.根据权利要求1所述的一种双组份水性红木拼板胶，其特征在于：所述还原剂为亚硫酸氢钠、抗坏血酸和抗坏血酸棕榈酸酯中的至少一种；所述链转移剂为四氯化碳、叔十二烷基硫醇、正辛基硫醇、正十四烷基硫醇和正己基硫醇中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种双组份水性红木拼板胶，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；所述分散剂为硬脂酸钙、硬脂酸丁酯、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯和三硬脂酸甘油酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种双组份水性红木拼板胶，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；所述成膜助剂为乙二醇、十二碳醇酯、二丙二醇单丁醚、己二醇丁醚醋酸酯和3-乙氧基丙酸乙酯中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种双组份水性红木拼板胶，其特征在于：所述无机填料为纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米陶瓷颗粒和纳米硅微粉中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种双组份水性红木拼板胶，其特征在于：所述固化剂为TDI、IPDI、MDI、HMDI和HDI中的至少一种。
10.如权利要求1-9任一项所述的一种双组份水性红木拼板胶的应用，其特征在于：所述双组份水性红木拼板胶用于红木拼接。
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