CN110713581A - 一种低成本及无甲醛的交联分散剂的制备方法及利用其制备的大豆胶粘剂 - Google Patents

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Abstract

一种低成本及无甲醛的交联分散剂的制备方法及利用其制备的大豆胶粘剂，本发明涉及交联分散剂的制备方法及利用其制备的胶粘剂。本发明要解决现有脲醛树脂胶黏剂制备的人造板难以满足对甲醛释放量的要求，而无甲醛的PAE型大豆胶黏剂成本高的问题。制备方法：一、将乙二醛溶液与水混合均匀，调节pH并升温，然后加入尿素，升温并保温反应，得到交联分散剂；二、冷却并加水，得到低成本及无甲醛的交联分散剂；利用交联分散剂制备的大豆胶粘剂，它由低成本及无甲醛的交联分散剂、豆粉和固化剂在室温下搅拌制备而成。本发明用于低成本及无甲醛的交联分散剂的制备方法及利用其制备的大豆胶粘剂。

Description

一种低成本及无甲醛的交联分散剂的制备方法及利用其制备 的大豆胶粘剂
技术领域
本发明涉及交联分散剂的制备方法及利用其制备的胶粘剂。
背景技术
胶黏剂是我国人造板工业的血液。中国作为世界人造板生产、消费和进出口贸易的第一大国，2018年的人造板产量已经超过2.99亿立方米，比2017年增长1.4％，其中胶合板产量达到1.95亿立方米，占全部人造板产量的65.3％，同比增加1.2％。每年用于胶合板生产的胶黏剂以固体份计算超过1492万吨，主要是脲醛树脂胶黏剂、三聚氰胺改性脲醛树脂和酚醛树脂这三种“甲醛系”合成树脂胶黏剂，而脲醛树脂胶黏剂占90％以上。
脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂俗称“三醛胶”，是以甲醛为主要合成单体之一的合成胶粘剂。这类胶粘剂虽然具有优良的胶接性能和工艺使用性能以及较低成本，但在生产、运输和使用等过程中会释放出游离甲醛、游离酚等对人体有害的VOC物质。另一方面，随着全球石油资源的日益枯竭，国内外学者都积极研究开发可替代石油资源的生物质基环保胶粘剂。
2017年，我国新颁布了关于“室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量”新标准GB18580-2017，对人造板的甲醛释放量及测试方法提出了更为严格的要求，这使的多数脲醛树脂胶黏剂制备的人造板难以满足新标准对甲醛释放量的限制要求，研发和使用无甲醛胶黏剂代替三醛胶黏剂成为解决人造板甲醛释放的一种有效途径，广大人造板生产企业也急需经济环保的无甲醛胶黏剂。以资源丰富又可再生的大豆蛋白或大豆豆粉为主要原料制备无甲醛大豆胶黏剂，其胶合性能、工艺使用性能满足人造板生产和使用要求，深受人造板企业和用户的青睐，现已在胶合板、细木工板、刨花板、实木复合地板等人造板产品实现工业化应用。
当前工业化生产使用无甲醛大豆胶黏剂主要是PAE型大豆胶黏剂，它以二乙烯三胺、二元酸和环氧氯丙烷为原料合成的PAE溶液作为交联剂和分散剂，与豆粉在常温搅拌复合调制而成(如CN 104497965B；CN101558101B；GUI C.,WANG G.,WU D.,ZHU J.,LIUX.Synthesis of a bio-based polyamidoamine-epichlorohydrin resin and itsapplication for soy-based adhesives.International Journal of Adhesion&Adhesives,2013,44:237-242)。然而，交联分散剂PAE溶液价格昂贵，按2019年11月的市场化工原料价格，其固体组的原料价格在20000元/吨～26000元/吨，由此导致所调制无甲醛大豆胶黏剂的价格比脲醛树脂胶黏剂提高了35％～65％，从而使无甲醛大豆胶黏剂因价格因素在木材工业的应用受到很大限制。
随着人们环保意识的提高以及人们对环保人造板产品需求的不断提升，当前人造板行业急需低成本的无甲醛环保胶黏剂。因此，急需解决现有PAE型大豆胶黏剂成本偏高的问题，以促进无甲醛大豆胶黏剂在木材工业的广泛应用，获得满足市场与人们需要的环保人造板及其制品，实现我国人造板行业的健康发展。
发明内容
本发明要解决现有脲醛树脂胶黏剂制备的人造板难以满足对甲醛释放量的要求，而无甲醛的PAE型大豆胶黏剂成本高的问题，而提供一种低成本及无甲醛的交联分散剂的制备方法及利用其制备的大豆胶粘剂。
一种低成本及无甲醛的交联分散剂的制备方法，它是按以下步骤完成的：
一、按质量份数称取50份～165份水、80份～150份质量百分数为20％～50％的乙二醛溶液和10份～32份尿素，将称取的80份～150份质量百分数为20％～50％的乙二醛溶液与称取的50份～165份水混合均匀，然后在室温下调节pH至8.5～9.5，并搅拌升温至50℃～80℃，在pH为8.5～9.5及温度为50℃～80℃的条件下，加入称取的10份～32份尿素，得到反应体系，将反应体系在25min～35min内升温至50℃～80℃，并在温度为50℃～80℃的条件下，保温反应，直至当取反应体系滴入19℃～21℃的水中呈现云雾状不溶物时，停止保温反应，得到交联分散剂；
所述的交联分散剂制备时乙二醛与尿素的摩尔比为(1.6～2.8):1；
二、将交联分散剂冷却到室温，加入水搅拌均匀，得到质量百分数为6％～12％的低成本及无甲醛的交联分散剂。
利用低成本及无甲醛的交联分散剂制备的大豆胶粘剂，它按质量份数由100份质量百分数为6％～12％的低成本及无甲醛的交联分散剂、30份～45份豆粉和0.1份～3.5份固化剂在室温下搅拌制备而成。
本发明的有益效果是：
由于豆粉为高分子量的生物质粉末原料，本身不易溶解分散，加热也不熔融流动，难以直接用作胶黏剂。为获得具有良好涂布特性、热压性能和胶接性能的大豆胶黏剂，要先将豆粉分散于交联分散剂溶液中，交联分散剂主要有两个作用：1)对豆粉进行快速溶解与分散，获得具有良好流动性和适宜黏度的均匀胶液，从而能够对木材进行润湿、涂布与粘附；2)结合图1解释说明，借助交联分散剂中的残留功能基与豆粉中的活性基团在热压条件下的交联反应，对豆粉进行有效交联，使固化胶黏剂形成交联网络结构，赋予大豆胶粘剂优良的胶合强度和胶接耐水性能，并缩短热压时间。
本发明制备的交联分散剂(以下简称UG交联分散剂)是以价格更低的尿素和乙二醛为原料、以乙二醛/尿素(G/U)摩尔比为(1.6～2.8):1、反应温度在50℃～80℃、体系pH为8.5～9.5的条件下合成而得。本发明的核心是通过控制G/U摩尔比、反应温度和体系pH值，使制备的UG交联分散剂具有适宜的残留醛基，能够在热压条件下与豆粉中大豆蛋白胺基进行化学反应，实现豆粉之间充分的交联化反应，使固化大豆胶黏剂形成良好交联网状结构，从而赋予本发明大豆胶黏剂优良的胶接性能和耐水性能，本发明所制备的大豆胶黏剂甲醛释放量在0.03mg/L～0.06mg/L之间波动，远低于日本标准JAS233-2008的F★★★★级胶合板甲醛释放量(0.3mg/L)的要求值，属于无醛胶合板。利用本发明的交联分散剂所制备的的大豆胶黏剂的胶接耐水性(水泡湿态强度)都能高于国家标准要求值(0.7MPa)，适于制备满足国标标准要求的II类胶合板，且部分大豆胶黏剂还能够耐受24h煮沸测试，具有最佳的耐水性能。
若提高交联分散剂的U/G摩尔比，体系残留醛基越多，有利于交联，但是过多残留醛基会使交联密度过大而导致所调制大豆胶黏剂的脆性增加，胶合性能有所降低。且由于乙二醛价格高，其用量越多，所制备UG交联分散剂及其调制大豆胶黏剂的成本越高。
提高反应温度有利于缩短合成时间而提高反应效率，但乙二醛作为一种易自聚的活性二元醛，过高的合成温度容易使乙二醛发生各种副反应，体系的醛基过度消耗，从而不利于交联分散剂对豆粉的充分交联化，会导致大豆胶黏剂的胶合强度和胶接耐水性降低。
体系pH值对尿素和乙二醛的反应有着重要影响，提高体系pH值，会发生副反应，消耗部分醛基，反应产物的醛值显著降低，使交联分散剂UG无法对豆粉的进行充分有效交联，会导致所制备大豆胶黏剂的胶合强度和耐水性能降低。
另外，合成温度、体系pH或摩尔比不同，会导致合成的交联分散剂产物结构不同，产物结构不同对胶合性能及胶接耐水性也会产生不同的影响，溶液颜色存在差异。
按照2019年11月的化工原料价格，尿素价格约为2000元/吨、质量百分数为40％的乙二醛溶液价格约为6000元/吨、二乙烯三胺价格约为21000元/吨、己二酸价格约为7800元/吨、环氧氯丙烷价格约12500元/吨，由此制备得到的UG交联分散剂的原料价格(以质量百分数为8％计)为720元/吨～850元/吨，而相同浓度的PAE交联分散剂的原料价格为1250元/吨～1380元/吨，因此，本发明的UG交联分散剂原料成本仅为PAE交联分散剂的52.2％～68％，由此能够有效降低大豆胶黏剂的原料成本至1700元/吨～1850元/吨，与脲醛树脂胶黏剂的原料成本相当。由此可见，本发明的新型环保的低成本大豆胶黏剂在保证胶合性能和使用性能的前提下，解决了现有的胶合板用PAE型大豆胶黏剂成本偏高的问题。
附图说明
图1为本发明制备的低成本及无甲醛的交联分散剂与豆粉的交联示意图；
图2为实施例一制备的低成本及无甲醛的交联分散剂的实物图；
图3为实施例二制备的低成本及无甲醛的交联分散剂的实物图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式一种低成本及无甲醛的交联分散剂的制备方法，它是按以下步骤完成的：
一、按质量份数称取50份～165份水、80份～150份质量百分数为20％～50％的乙二醛溶液和10份～32份尿素，将称取的80份～150份质量百分数为20％～50％的乙二醛溶液与称取的50份～165份水混合均匀，然后在室温下调节pH至8.5～9.5，并搅拌升温至50℃～80℃，在pH为8.5～9.5及温度为50℃～80℃的条件下，加入称取的10份～32份尿素，得到反应体系，将反应体系在25min～35min内升温至50℃～80℃，并在温度为50℃～80℃的条件下，保温反应，直至当取反应体系滴入19℃～21℃的水中呈现云雾状不溶物时，停止保温反应，得到交联分散剂；
所述的交联分散剂制备时乙二醛与尿素的摩尔比为(1.6～2.8):1；
二、将交联分散剂冷却到室温，加入水搅拌均匀，得到质量百分数为6％～12％的低成本及无甲醛的交联分散剂。
本实施方式的有益效果是：由于豆粉为高分子量的生物质粉末原料，本身不易溶解分散，加热也不熔融流动，难以直接用作胶黏剂。为获得具有良好涂布特性、热压性能和胶接性能的大豆胶黏剂，要先将豆粉分散于交联分散剂溶液中，交联分散剂主要有两个作用：1)对豆粉进行快速溶解与分散，获得具有良好流动性和适宜黏度的均匀胶液，从而能够对木材进行润湿、涂布与粘附；2)结合图1解释说明，借助交联分散剂中的残留功能基与豆粉中的活性基团在热压条件下的交联反应，对豆粉进行有效交联，使固化胶黏剂形成交联网络结构，赋予大豆胶粘剂优良的胶合强度和胶接耐水性能，并缩短热压时间。
本实施方式制备的交联分散剂(以下简称UG交联分散剂)是以价格更低的尿素和乙二醛为原料、以乙二醛/尿素(G/U)摩尔比为(1.6～2.8):1、反应温度在50℃～80℃、体系pH为8.5～9.5的条件下合成而得。本实施方式的核心是通过控制G/U摩尔比、反应温度和体系pH值，使制备的UG交联分散剂具有适宜的残留醛基，能够在热压条件下与豆粉中大豆蛋白胺基进行化学反应，实现豆粉之间充分的交联化反应，使固化大豆胶黏剂形成良好交联网状结构，从而赋予本实施方式大豆胶黏剂优良的胶接性能和耐水性能，本实施方式所制备的大豆胶黏剂甲醛释放量在0.03mg/L～0.06mg/L之间波动，远低于日本标准JAS233-2008的F★★★★级胶合板甲醛释放量(0.3mg/L)的要求值，属于无醛胶合板。利用本实施方式的交联分散剂所制备的的大豆胶黏剂的胶接耐水性(水泡湿态强度)都能高于国家标准要求值(0.7MPa)，适于制备满足国标标准要求的II类胶合板，且部分大豆胶黏剂还能够耐受24h煮沸测试，具有最佳的耐水性能。
若提高交联分散剂的U/G摩尔比，体系残留醛基越多，有利于交联，但是过多残留醛基会使交联密度过大而导致所调制大豆胶黏剂的脆性增加，胶合性能有所降低。且由于乙二醛价格高，其用量越多，所制备UG交联分散剂及其调制大豆胶黏剂的成本越高。
提高反应温度有利于缩短合成时间而提高反应效率，但乙二醛作为一种易自聚的活性二元醛，过高的合成温度容易使乙二醛发生各种副反应，体系的醛基过度消耗，从而不利于交联分散剂对豆粉的充分交联化，会导致大豆胶黏剂的胶合强度和胶接耐水性降低。
体系pH值对尿素和乙二醛的反应有着重要影响，提高体系pH值，会发生副反应，消耗部分醛基，反应产物的醛值显著降低，使交联分散剂UG无法对豆粉的进行充分有效交联，会导致所制备大豆胶黏剂的胶合强度和耐水性能降低。
另外，合成温度、体系pH或摩尔比不同，会导致合成的交联分散剂产物结构不同，产物结构不同对胶合性能及胶接耐水性也会产生不同的影响，溶液颜色存在差异。
按照2019年11月的化工原料价格，尿素价格约为2000元/吨、质量百分数为40％的乙二醛溶液价格约为6000元/吨、二乙烯三胺价格约为21000元/吨、己二酸价格约为7800元/吨、环氧氯丙烷价格约12500元/吨，由此制备得到的UG交联分散剂的原料价格(以质量百分数为8％计)为720元/吨～850元/吨，而相同浓度的PAE交联分散剂的原料价格为1250元/吨～1380元/吨，因此，本实施方式的UG交联分散剂原料成本仅为PAE交联分散剂的52.2％～68％，由此能够有效降低大豆胶黏剂的原料成本至1700元/吨～1850元/吨，与脲醛树脂胶黏剂的原料成本相当。由此可见，本实施方式的新型环保的低成本大豆胶黏剂在保证胶合性能和使用性能的前提下，解决了现有的胶合板用PAE型大豆胶黏剂成本偏高的问题。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述的交联分散剂制备时乙二醛与尿素的摩尔比为(2.0～2.4):1。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是：步骤一中在室温下利用质量百分数为10％～40％的氢氧化钠溶液调节pH至8.5～9.5。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中在室温下调节pH至9.0～9.5。其它与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四不同的是：步骤一中搅拌升温至50℃～60℃。其它与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤二中得到质量百分数为6％～8％的低成本及无甲醛的交联分散剂。其它与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式利用低成本及无甲醛的交联分散剂制备的大豆胶粘剂，它按质量份数由100份质量百分数为6％～12％的低成本及无甲醛的交联分散剂、30份～45份豆粉和0.1份～3.5份固化剂在室温下搅拌制备而成。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式七之一不同的是：所述的豆粉为脱脂豆粉或榨油豆粕磨制的豆粕粉。其它与具体实施方式七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式七或八之一不同的是：所述的豆粉的粒径为100目～300目。其它与具体实施方式七或八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式七至九之一不同的是：所述的固化剂为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵和乙酸铵中的一种或者其中几种的混合物。其它与具体实施方式七至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：
一种低成本及无甲醛的交联分散剂的制备方法，它是按以下步骤完成的：
一、将116g质量百分数为40％的乙二醛溶液与141.6g水混合均匀，然后在室温下利用质量百分数为30％的氢氧化钠溶液调节pH至9.0，并搅拌升温至60℃，在pH为9.0及温度为60℃的条件下，加入24.5g质量百分数为99％的尿素，得到反应体系，将反应体系在25min～35min内升温至60℃，并在温度为60℃～63℃的条件下，保温反应，直至当取反应体系滴入20±1℃的水中呈现云雾状不溶物时，停止保温反应，得到交联分散剂；
所述的交联分散剂制备时乙二醛与尿素的摩尔比为2.0:1；
二、将交联分散剂冷却到室温，加入600g水搅拌均匀，得到质量百分数为8％的低成本及无甲醛的交联分散剂；
步骤一中当取反应体系滴入20±1℃的水中呈现云雾状不溶物时(即憎水温度达到20±1℃)，停止保温反应，此时保温反应时间约为130min。
利用上述制备的低成本及无甲醛的交联分散剂制备的大豆胶粘剂，它由100g质量百分数为8％的低成本及无甲醛的交联分散剂、36g豆粉和1g固化剂在室温下搅拌制备而成；
所述的豆粉为脱脂豆粉；
所述的豆粉的粒径为160目；
所述的固化剂为磷酸二氢铵。
实施例二：
一种低成本及无甲醛的交联分散剂的制备方法，它是按以下步骤完成的：
一、将116g质量百分数为40％的乙二醛溶液与141.6g水混合均匀，然后在室温下利用质量百分数为20％的氢氧化钠溶液调节pH至9.5，并搅拌升温至60℃，在pH为9.5及温度为60℃的条件下，加入20.4g质量百分数为98％的尿素，得到反应体系，将反应体系在25min～35min内升温至60℃，并在温度为60℃～63℃的条件下，保温反应，直至当取反应体系滴入20±1℃的水中呈现云雾状不溶物时，停止保温反应，得到交联分散剂；
所述的交联分散剂制备时乙二醛与尿素的摩尔比为2.4:1；
二、将交联分散剂冷却到室温，加入545g水搅拌均匀，得到质量百分数为8％的低成本及无甲醛的交联分散剂；
步骤一中当取反应体系滴入20±1℃的水中呈现云雾状不溶物时(即憎水温度达到20±1℃)，停止保温反应，此时保温反应时间约为130min。
利用上述制备的低成本及无甲醛的交联分散剂制备的大豆胶粘剂，它由100g质量百分数为8％的低成本及无甲醛的交联分散剂、36g豆粉和1g固化剂在室温下搅拌制备而成；
所述的豆粉为榨油豆粕所磨制的豆粕粉；
所述的豆粉的粒径为200目；
所述的固化剂为磷酸氢二铵。
实施例三：
一种低成本及无甲醛的交联分散剂的制备方法，它是按以下步骤完成的：
一、将185.6g质量百分数为25％的乙二醛溶液与72g水混合均匀，然后在室温下利用质量百分数为20％的氢氧化钠溶液调节pH至9.5，并搅拌升温至60℃，在pH为9.5及温度为60℃的条件下，加入17.5g质量百分数为98％的尿素，得到反应体系，将反应体系在25min～35min内升温至60℃，并在温度为60℃～63℃的条件下，保温反应，直至当取反应体系滴入20±1℃的水中呈现云雾状不溶物时，停止保温反应，得到交联分散剂；
所述的交联分散剂制备时乙二醛与尿素的摩尔比为2.8:1；
二、将交联分散剂冷却到室温，加入520g水搅拌均匀，得到质量百分数为8％的低成本及无甲醛的交联分散剂；
步骤一中当取反应体系滴入20±1℃的水中呈现云雾状不溶物时(即憎水温度达到20±1℃)，停止保温反应，此时保温反应时间约为100min。
利用上述制备的低成本及无甲醛的交联分散剂制备的大豆胶粘剂，它由100g质量百分数为8％的低成本及无甲醛的交联分散剂、36g豆粉和1g固化剂在室温下搅拌制备而成；
所述的豆粉为脱脂豆粉；
所述的豆粉的粒径为160目；
所述的固化剂为磷酸二氢铵与乙酸铵以质量比为3:1的混合物。
实施例四：本实施例与实施例式一不同的是：步骤一中将116g质量百分数为40％的乙二醛溶液与称取的141.6g水混合均匀，然后在室温下利用质量百分数为30％的氢氧化钠溶液调节pH至9.0，并搅拌升温至70℃，在pH为9.0及温度为70℃的条件下，加入称取的24.5g质量百分数为98％的尿素，得到反应体系，将反应体系在25min～35min内升温至70℃，并在温度为70℃～73℃的条件下，保温反应，直至当取反应体系滴入20±1℃的水中呈现云雾状不溶物时，停止保温反应，得到交联分散剂；所述的交联分散剂制备时乙二醛与尿素的摩尔比为2.0:1。其它与实施例一相同。
步骤一中当取反应体系滴入20±1℃的水中呈现云雾状不溶物时(即憎水温度达到20±1℃)，停止保温反应，此时保温反应时间约为110min。
对比实验：
一、将116g质量百分数为40％的乙二醛溶液与称取的141.6g水混合均匀，然后在室温下利用质量百分数为30％的氢氧化钠溶液调节pH至9.0，并搅拌升温至60℃，在pH为9.0及温度为60℃的条件下，加入称取的40.4g质量百分数为99％的尿素，得到反应体系，将反应体系在25min～35min内升温至60℃，并在温度为60℃～63℃的条件下，保温反应，直至当取反应体系滴入20±1℃的水中呈现云雾状不溶物时，停止保温反应，得到交联分散剂；
所述的交联分散剂制备时乙二醛与尿素的摩尔比为1.2:1；
二、将交联分散剂冷却到室温，加入520g水搅拌均匀，得到质量百分数为8％的参比交联分散剂；
步骤一中当取反应体系滴入20±1℃的水中呈现云雾状不溶物时(即憎水温度达到20±1℃)，停止保温反应，此时保温反应时间约为210min。
利用上述制备的参比交联分散剂制备的大豆胶粘剂，它由100g质量百分数为8％的参比交联分散剂和36g豆粉在室温下搅拌制备而成；
所述的大豆胶黏剂调制过程中不使用固化剂；
所述的豆粉为脱脂豆粉；
所述的豆粉的粒径为160目。
使用1.6mm厚的杨木单板、实施例一至四及对比实验所制备的大豆胶粘剂制备三层胶合板。将大豆胶粘剂涂刷到单板芯层的两面，施胶量为200g/m2(双面施胶量，液体胶液计量)；将涂胶的杨木单板按照木材纹理方向相互垂直的方式组成板胚，在0.9MPa的压力下预压1h，然后在温度为120℃及压力为0.9MPa的条件下，热压5min，得到三层胶合板。按照国家标准GB/T 9846-2015规定的方法，分别测试胶合板的干态胶合强度、63℃水泡湿态胶合强度和28h煮沸湿态胶合强度，按照日本标准JIS A 1460-2001测定胶合板的甲醛释放量，结果如表1所示。结果表明：实施例一至四所制备的大豆胶粘剂甲醛释放量在0.03mg/L～0.06mg/L之间波动，远低于日本标准JAS233-2008的F★★★★级胶合板甲醛释放量(0.3mg/L)的要求值，属于无醛胶合板。利用实施例一至四得到的交联分散剂所制备的的大豆胶粘剂的胶接耐水性(水泡湿态强度)都能高于国家标准要求值(0.7MPa)，适于制备满足国标标准要求的II类胶合板，且部分大豆胶粘剂还能够耐受24h煮沸测试，具有最佳的耐水性能。利用对比实验得到的乙二醛与尿素(G/U)摩尔比为1.2:1参比交联分散剂，由其与豆粉不加固化剂所制备的大豆胶粘剂的胶接耐水性(水泡湿态强度)不能满足国家标准要求值(0.7MPa)，只能制备满足国标标准要求的III类胶合板。
表1
Figure BDA0002291751590000091
Figure BDA0002291751590000101
注：1)水泡湿态：(10/X)中X表示10个试件经过63℃水泡3小时后剩余的未开胶试件；煮沸湿态：(10/X/Y)中X和Y分别代表10个试件经过第一次和第二次4小时沸水煮后剩余的未开胶试件。2)NA表示试件在煮沸过程中开胶，无测试结果。
图2为实施例一制备的低成本及无甲醛的交联分散剂的实物图；图3为实施例二制备的低成本及无甲醛的交联分散剂的实物图；由图可知，摩尔比及合成参数不同，会导致合成的交联分散剂产物结构不同，且产物结构不同对胶合性能及胶接耐水性也会产生不同的影响，溶液颜色存在差异。
实施例一至四制备的低成本及无甲醛的交联分散剂与对比实验制备的参比交联分散剂的醛基含量如表2所示。
表2
Figure BDA0002291751590000102
按照2019年11月的化工原料价格，尿素价格约为2000元/吨、质量百分数为40％的乙二醛溶液价格约为6000元/吨、二乙烯三胺价格约为21000元/吨、己二酸价格约为7800元/吨、环氧氯丙烷价格约12500元/吨，由此制备得到的UG交联改性剂的原料价格(以质量百分数为8％计)为720元/吨～850元/吨，而相同浓度的PAE交联分散剂的原料价格为1250元/吨～1380元/吨，因此，实施例一至四的UG交联分散剂原料成本仅为PAE交联分散剂的52％～68％之间，由此能够有效降低大豆胶黏剂的原料成本至1700元/吨～1850元/吨，与脲醛树脂胶黏剂的原料成本相当。

Claims (10)

1.一种低成本及无甲醛的交联分散剂的制备方法，其特征在于它是按以下步骤完成的：
一、按质量份数称取50份～165份水、80份～150份质量百分数为20％～50％的乙二醛溶液和10份～32份尿素，将称取的80份～150份质量百分数为20％～50％的乙二醛溶液与称取的50份～165份水混合均匀，然后在室温下调节pH至8.5～9.5，并搅拌升温至50℃～80℃，在pH为8.5～9.5及温度为50℃～80℃的条件下，加入称取的10份～32份尿素，得到反应体系，将反应体系在25min～35min内升温至50℃～80℃，并在温度为50℃～80℃的条件下，保温反应，直至当取反应体系滴入19℃～21℃的水中呈现云雾状不溶物时，停止保温反应，得到交联分散剂；
所述的交联分散剂制备时乙二醛与尿素的摩尔比为(1.6～2.8):1；
二、将交联分散剂冷却到室温，加入水搅拌均匀，得到质量百分数为6％～12％的低成本及无甲醛的交联分散剂。
2.根据权利要求1所述的一种低成本及无甲醛的交联分散剂的制备方法，其特征在于步骤一中所述的交联分散剂制备时乙二醛与尿素的摩尔比为(2.0～2.4):1。
3.根据权利要求1所述的一种低成本及无甲醛的交联分散剂的制备方法，其特征在于步骤一中在室温下利用质量百分数为10％～40％的氢氧化钠溶液调节pH至8.5～9.5。
4.根据权利要求1所述的一种低成本及无甲醛的交联分散剂的制备方法，其特征在于步骤一中在室温下调节pH至9.0～9.5。
5.根据权利要求1所述的利用低成本及无甲醛的交联分散剂制备的大豆胶粘剂，其特征在于步骤一中搅拌升温至50℃～60℃。
6.根据权利要求1所述的利用低成本及无甲醛的交联分散剂制备的大豆胶粘剂，其特征在于步骤二中得到质量百分数为6％～8％的低成本及无甲醛的交联分散剂。
7.利用权利要求1制备的低成本及无甲醛的交联分散剂制备的大豆胶粘剂，其特征在于它按质量份数由100份质量百分数为6％～12％的低成本及无甲醛的交联分散剂、30份～45份豆粉和0.1份～3.5份固化剂在室温下搅拌制备而成。
8.根据权利要求7所述的利用低成本及无甲醛的交联分散剂制备的大豆胶粘剂，其特征在于所述的豆粉为脱脂豆粉或榨油豆粕磨制的豆粕粉。
9.根据权利要求7所述的利用低成本及无甲醛的交联分散剂制备的大豆胶粘剂，其特征在于所述的豆粉的粒径为100目～300目。
10.根据权利要求7所述的利用低成本及无甲醛的交联分散剂制备的大豆胶粘剂，其特征在于所述的固化剂为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵和乙酸铵中的一种或者其中几种的混合物。
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