CN111732915A - 一种耐水零甲醛低voc的水性环保单组份木工拼板胶 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐水零甲醛低VOC的水性环保单组份木工拼板胶，属于粘合剂技术领域，其原料按重量份包括以下组分：EVA乳液25‑45份，钙粉10‑15份，醋酸乙烯酯25‑45份，聚乙烯醇45‑60份，叔碳酸乙烯酯5‑15份，三乙胺1‑3份，非邻苯增塑剂5‑10份，丙烯酸‑2‑乙基己酯20‑30份，50%N‑羟甲基丙烯酰胺10‑15份，季戊四醇三丙烯酸酯20‑30份，交联剂15‑35份，交联阻止剂35‑55份，引发剂1‑3份，非离子乳化剂2‑3份，20%阴离子乳化剂水溶液10‑13份，醋酸钠1‑4份，去离子水150‑200份。本发明的单组份拼板胶使用方便、不需现配现用，可回收，节约资源，且不含有机溶剂、不含甲醛、不含异氰酸酯，环保无毒，粘结强度高、耐水性好。
Description
技术领域
本发明属于粘合剂技术领域，具体涉及一种耐水零甲醛低VOC的水性环保单组份木工拼板胶。
背景技术
拼板胶是指用于拼接集成材等木制品的粘合剂。目前，拼板胶普遍采用双组分的技术，即以白乳胶为主剂，多异氰酸酯为固化剂组分，按照100：（10-15）质量份进行配制后使用，大大提高了耐水性以及耐高低温性能，然而，该类双组分拼板胶存在着以下的三个问题：第一是固化剂多异氰酸酯由于固化不完全，存在着游离的NCO，残留的NCO会对环境和人体健康造成危害；第二是由于是双组分体系带来的施工期的问题，在使用过程中白乳胶和固化剂必须现配现用，2-4小时后，拼板胶就会凝固失效，造成损失，同时还会造成每次使用后清理胶槽的繁琐工序；第三是双组分拼板胶使用的固化剂为未保护的多异氰酸酯固化剂，固化剂与水性高分子A组分混合后，没有任何保护的NCO基团与水性高分子中的水发生反应，产生大量的二氧化碳气体，从而会造成胶层内含有微缺陷和裂纹，对粘接性造成一定的影响。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种耐水零甲醛低VOC的水性环保单组份木工拼板胶，所述单组份拼板胶使用方便、不需现配现用，可回收，节约资源，且不含有机溶剂、不含甲醛、不含异氰酸酯，环保无毒，粘结强度高、耐水性好。
为达到上述技术效果，本发明实施例提供了一种耐水零甲醛低VOC的水性环保单组份木工拼板胶，其原料按重量份包括以下组分：EVA乳液 25-45份，钙粉10-15份，醋酸乙烯酯 25-45份，聚乙烯醇45-60份，叔碳酸乙烯酯5-15份，三乙胺1-3份，非邻苯增塑剂5-10份，丙烯酸-2-乙基己酯20-30份，50%N-羟甲基丙烯酰胺10-15份，季戊四醇三丙烯酸酯20-30份，交联剂15-35份，交联阻止剂35-55份，引发剂1-3份，非离子乳化剂2-3份，20%阴离子乳化剂水溶液10-13份，醋酸钠1-4份，去离子水150-200份。
作为优选的，所述的EVA乳液为EVADA103或EVADA103H或EVADA101中的一种或它们的混合液。
作为优选的，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。
作为优选的，聚乙烯醇选自PVA2099，PVA2299,PVA2499和PVA2699中的一种。
作为优选的，所述非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚类乳化剂，所述非离子乳化剂为NP-10或NP-12。
作为优选的，阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
作为优选的，所述交联剂为双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼、癸二酸二酰肼中的一种或它们的混合物。
作为优选的，所述交联阻止剂为双丙酮醇。
作为优选的，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。
一种耐水零甲醛低VOC的水性环保单组份木工拼板胶，所述单组份实木拼版胶的制备方法为以下步骤：
a）按重量比称取足量去离子水、EVA乳液、钙粉、非离子乳化剂，20%阴离子乳化剂水溶液、醋酸钠加入带搅拌和冷凝回流装置的反应釜内，升温至50-60℃，搅拌20-30分钟，待混合物混合均匀；
b）将醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、叔碳酸乙烯酯、三乙胺、丙烯酸-2-乙基己酯、50%N-羟甲基丙烯酰胺、季戊四醇三丙烯酸酯、交联剂、交联阻止剂按重量比称取好，混合均匀，备用，标记为混合单体a；
c）调节温度50-60℃，先加入1/6引发剂，1分钟后一次性加入15%混合单体a做为种子乳液反应40-45分钟，待冷凝回流管无回流时，升高温度至70-75℃；
d）调节温度在74-78℃之间，待温度平稳后，同时滴加混合单体a和余下的引发剂，引发剂比混合单体a晚滴完30-35分钟，进行聚合反应，整个聚合反应控制在4-5个小时内，混合单体a滴完后，升温至85℃-95℃熟成；
e）熟成1-1.5小时后，降温，在40-60℃的温度条件下，加入非邻苯增塑剂，用55-65目滤网过滤包装得最终产品。
本发明的有益效果：
（1）本发明的单组份木工拼板胶在使用过程中不需要添加第二种组分，通过在施工过程中温度的调节使季戊四醇三丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺发挥活性，进行交联固化，满足拼板生产的便利性和设备安全，减少了工人劳动量；在配方设计上，本发明有效的避免了有毒有害气体释放的物质的加入，是真正意义上的环保胶黏剂；
（2）高醇解度的聚乙烯醇作为保护胶体，大大提高了水性胶的耐水性，本发明的拼板胶在不使用任何外加入的固化剂的情况下，通过水性树脂内部形成的内交联网络结构，提高了该拼板胶的耐水性和耐高低温性能；
（3）与传统的双组分拼板胶相比，本发明的拼板胶不用现配现用，使用更加方便，同时，本发明的拼板胶不需要加入多异氰酸酯固化剂，因而，不会对环境以及人体健康造成危害；与现有的单组分拼板胶相对比，本发明的拼板胶具有更优异的粘接性能、耐热性以及耐水性，实验结果表明：本发明的单组分拼板胶粘接强度可达到15.3MPa，木破率可达到100%，室温浸渍剥离试验24h以及100℃煮沸剥离试验4h，分别经过5个循环后，两个端面的剥离率以及胶层的剥离长度均为0，说明了优异的耐热性和耐水性。
（4）本发明还提供一种单组分拼板胶的制备方法，该制备方法简单，原料易得，由该方法得到的单组分拼板胶具有优异的粘接强度和耐水性，环保性能佳。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：
一种耐水零甲醛低VOC的水性环保单组份木工拼板胶，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：EVADA103乳液 30份，钙粉10份，醋酸乙烯酯 30份，PVA2099 50份，叔碳酸乙烯酯10份，三乙胺2份，柠檬酸三丁酯8份，丙烯酸-2-乙基己酯25份，50%N-羟甲基丙烯酰胺10份，季戊四醇三丙烯酸酯2025份，双丙酮丙烯酰胺20份，双丙酮醇35份，过硫酸钾1份，NP-102份，20%十二烷基硫酸钠水溶液10份，醋酸钠2份，去离子水150份。
一种耐水零甲醛低VOC的水性环保单组份木工拼板胶，所述单组份实木拼版胶的制备方法为以下步骤：
a）按重量比称取足量去离子水、EVADA103乳液、钙粉、NP-10、20%十二烷基硫酸钠水溶液、醋酸钠加入带搅拌和冷凝回流装置的反应釜内，升温至50-60℃，搅拌20-30分钟，待混合物混合均匀；
b）将醋酸乙烯酯、PVA2099、叔碳酸乙烯酯、三乙胺、丙烯酸-2-乙基己酯、50%N-羟甲基丙烯酰胺、季戊四醇三丙烯酸酯、双丙酮丙烯酰胺、双丙酮醇按重量比称取好，混合均匀，备用，标记为混合单体a；
c）调节温度50-60℃，先加入1/6过硫酸钾，1分钟后一次性加入15%混合单体a做为种子乳液反应40-45分钟，待冷凝回流管无回流时，升高温度至70-75℃；
d）调节温度在74-78℃之间，待温度平稳后，同时滴加混合单体a和余下的过硫酸钾，过硫酸钾比混合单体a晚滴完30-35分钟，进行聚合反应，整个聚合反应控制在4-5个小时内，混合单体a滴完后，升温至85℃-95℃熟成；
e）熟成1-1.5小时后，降温，在40-60℃的温度条件下，加入柠檬酸三丁酯，用55-65目滤网过滤包装得最终产品。
实施例2：
一种耐水零甲醛低VOC的水性环保单组份木工拼板胶，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：EVADA103H乳液 25份，钙粉10份，醋酸乙烯酯 25，PVA2299 45份，叔碳酸乙烯酯5份，三乙胺1份，柠檬酸三辛酯5份，丙烯酸-2-乙基己酯20份，50%N-羟甲基丙烯酰胺10份，季戊四醇三丙烯酸酯20份，己二酸二酰肼15份，双丙酮醇35份，过硫酸钠 1份，NP-12 2份，20%十二烷基苯磺酸钠10份，醋酸钠1份，去离子水150份。
一种耐水零甲醛低VOC的水性环保单组份木工拼板胶，所述单组份实木拼版胶的制备方法为以下步骤：
a）按重量比称取足量去离子水、EVADA103H乳液、钙粉、NP-12，20%十二烷基苯磺酸钠水溶液、醋酸钠加入带搅拌和冷凝回流装置的反应釜内，升温至50-60℃，搅拌20-30分钟，待混合物混合均匀；
b）将醋酸乙烯酯、PVA2299、叔碳酸乙烯酯、三乙胺、丙烯酸-2-乙基己酯、50%N-羟甲基丙烯酰胺、季戊四醇三丙烯酸酯、己二酸二酰肼、双丙酮醇按重量比称取好，混合均匀，备用，标记为混合单体a；
c）调节温度50-60℃，先加入1/6过硫酸钠，1分钟后一次性加入15%混合单体a做为种子乳液反应40-45分钟，待冷凝回流管无回流时，升高温度至70-75℃；
d）调节温度在74-78℃之间，待温度平稳后，同时滴加混合单体a和余下的过硫酸钠，过硫酸钠比混合单体a晚滴完30-35分钟，进行聚合反应，整个聚合反应控制在4-5个小时内，混合单体a滴完后，升温至85℃-95℃熟成；
e）熟成1-1.5小时后，降温，在40-60℃的温度条件下，加入乙酰柠檬酸三丁酯，用55-65目滤网过滤包装得最终产品。
实施例3：
一种耐水零甲醛低VOC的水性环保单组份木工拼板胶，其原料按重量份包括以下组分：EVADA101乳液 25-45份，钙粉10-15份，醋酸乙烯酯 25-45份，PVA2499 45-60份，叔碳酸乙烯酯5-15份，三乙胺1-3份，乙酰柠檬酸三丁酯5-10份，丙烯酸-2-乙基己酯20-30份，50%N-羟甲基丙烯酰胺10-15份，季戊四醇三丙烯酸酯20-30份，癸二酸二酰肼15-35份，双丙酮醇35-55份，过硫酸铵1-3份，NP-102-3份，20%十二烷基硫酸钠水溶液10-13份，醋酸钠1-4份，去离子水150-200份。
在本实施例中，所述的EVA乳液为EVADA103或EVADA103H或EVADA101中的一种或它们的混合液。
在本实施例中，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。
在本实施例中，聚乙烯醇选自PVA2099，PVA2299,PVA2499和PVA2699中的一种。
在本实施例中，所述非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚类乳化剂，所述非离子乳化剂为NP-10或NP-12。
在本实施例中，阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
在本实施例中，所述交联剂为双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼、癸二酸二酰肼中的一种或它们的混合物。
在本实施例中，所述交联阻止剂为双丙酮醇。
在本实施例中，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。
一种耐水零甲醛低VOC的水性环保单组份木工拼板胶，所述单组份实木拼版胶的制备方法为以下步骤：
a）按重量比称取足量去离子水、EVADA101乳液、钙粉、非离子乳化剂，20%十二烷基硫酸钠水溶液、醋酸钠加入带搅拌和冷凝回流装置的反应釜内，升温至50-60℃，搅拌20-30分钟，待混合物混合均匀；
b）将醋酸乙烯酯、PVA2499、叔碳酸乙烯酯、三乙胺、丙烯酸-2-乙基己酯、50%N-羟甲基丙烯酰胺、季戊四醇三丙烯酸酯、癸二酸二酰肼、双丙酮醇按重量比称取好，混合均匀，备用，标记为混合单体a；
c）调节温度50-60℃，先加入1/6引发剂，1分钟后一次性加入15%混合单体a做为种子乳液反应40-45分钟，待冷凝回流管无回流时，升高温度至70-75℃；
d）调节温度在74-78℃之间，待温度平稳后，同时滴加混合单体a和余下的过硫酸铵，过硫酸铵比混合单体a晚滴完30-35分钟，进行聚合反应，整个聚合反应控制在4-5个小时内，混合单体a滴完后，升温至85℃-95℃熟成；
e）熟成1-1.5小时后，降温，在40-60℃的温度条件下，加入乙酰柠檬酸三丁酯，用55-65目滤网过滤包装得最终产品。
将实施例1-3的单组分拼板胶进行测试，选用30mm*25mm*10mm的标准桦木试块，按照LY/T1601-2011的方法各粘接40组试件，进行常态、热水浸渍、反复煮沸处理，粘接强度如表1所示：
表1
上述热水浸渍试验条件为：试件在80℃水中浸24h，然后在70±3℃的干燥箱中烘烤24h，此为一个循环，共5个循环；
反复煮沸试验条件为：试件在100℃沸水中浸4h，然后在室温水中浸1h，然后在70±3℃的干燥箱中烘烤24h，此为一个循环，共5个循环；
浸渍剥离试验条件为：试件在室温水中浸24h，然后在70±3℃的干燥箱中烘烤24h，此为一个循环，共5个循环；
煮沸剥离试验条件为：试件在100℃沸水中浸4h，然后在室温水中浸1h，再在70±3℃的干燥箱中烘烤24h，此为一个循环，共5个循环。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种耐水零甲醛低VOC的水性环保单组份木工拼板胶，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：EVA乳液 25-45份，钙粉10-15份，醋酸乙烯酯 25-45份，聚乙烯醇45-60份，叔碳酸乙烯酯5-15份，三乙胺1-3份，非邻苯增塑剂5-10份，丙烯酸-2-乙基己酯20-30份，50%N-羟甲基丙烯酰胺10-15份，季戊四醇三丙烯酸酯20-30份，交联剂15-35份，交联阻止剂35-55份，引发剂1-3份，非离子乳化剂2-3份，20%阴离子乳化剂水溶液10-13份，醋酸钠1-4份，去离子水150-200份。
2.根据权利要求1所述的一种耐水零甲醛低VOC的水性环保单组份木工拼板胶，其特征在于，所述的EVA乳液为EVADA103或EVADA103H或EVADA101中的一种或它们的混合液。
3.根据权利要求1所述的一种耐水零甲醛低VOC的水性环保单组份木工拼板胶，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。
4.根据权利要求1所述的一种耐水零甲醛低VOC的水性环保单组份木工拼板胶，其特征在于，聚乙烯醇选自PVA2099，PVA2299,PVA2499和PVA2699中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种耐水零甲醛低VOC的水性环保单组份木工拼板胶，其特征在于，所述非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚类乳化剂，所述非离子乳化剂为NP-10或NP-12。
6.根据权利要求1所述的一种耐水零甲醛低VOC的水性环保单组份木工拼板胶，其特征在于，阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
7.根据权利要求1所述的一种耐水零甲醛低VOC的水性环保单组份木工拼板胶，其特征在于，所述交联剂为双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼、癸二酸二酰肼中的一种或它们的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种耐水零甲醛低VOC的水性环保单组份木工拼板胶，其特征在于，所述交联阻止剂为双丙酮醇。
9.根据权利要求1所述的一种耐水零甲醛低VOC的水性环保单组份木工拼板胶，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。
10.根据权利要求1所述的一种耐水零甲醛低VOC的水性环保单组份木工拼板胶，其特征在于，所述单组份实木拼版胶的制备方法为以下步骤：
a）按重量比称取足量去离子水、EVA乳液、钙粉、非离子乳化剂，20%阴离子乳化剂水溶液、醋酸钠加入带搅拌和冷凝回流装置的反应釜内，升温至50-60℃，搅拌20-30分钟，待混合物混合均匀；
b）将醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、叔碳酸乙烯酯、三乙胺、丙烯酸-2-乙基己酯、50%N-羟甲基丙烯酰胺、季戊四醇三丙烯酸酯、交联剂、交联阻止剂按重量比称取好，混合均匀，备用，标记为混合单体a；
c）调节温度50-60℃，先加入1/6引发剂，1分钟后一次性加入15%混合单体a做为种子乳液反应40-45分钟，待冷凝回流管无回流时，升高温度至70-75℃；
d）调节温度在74-78℃之间，待温度平稳后，同时滴加混合单体a和余下的引发剂，引发剂比混合单体a晚滴完30-35分钟，进行聚合反应，整个聚合反应控制在4-5个小时内，混合单体a滴完后，升温至85℃-95℃熟成；
e）熟成1-1.5小时后，降温，在40-60℃的温度条件下，加入非邻苯增塑剂，用55-65目滤网过滤包装得最终产品。
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| CN110437772A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-11-12 | 东莞市力圣新材料有限公司 | 一种单组份水性实木拼板胶及其制备方法 |
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