CN111808568B - 一种耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶主剂及其制备方法 - Google Patents

一种耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶主剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶主剂，包括水、聚乙烯醇、pH调节剂、混合乳化剂、消泡剂、引发剂、混合单体、浆料、增塑剂、防腐剂，所述的混合乳化剂由烷基苯磺酸盐和非离子烷基聚氧乙烯醚按照质量比为50‑60：40‑50混合制备而成；所述的混合单体由醋酸乙烯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯按照重量份为73‑74：10‑15：10‑15：1.0‑2.0份混合制备而成。本发明通过向醋酸乙烯中引入多元功能性单体，形成多元共聚乳液体系，以改善拼板胶粘接强度不足、耐水性不足、抗蠕变性差的问题。

Description

一种耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶主剂及其 制备方法
技术领域
本发明涉及木材加工领域，主要用于实木拼接，尤其涉及一种耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶主剂及其制备方法。
技术背景
木材拼接是木材加工中的一个环节，旨在将小块木材通过胶黏剂拼接，形成大块的板材，以便于进行下一步加工，木材拼接对胶黏剂的粘接强度要求较高，只有高强度的拼板胶才能使得板材产品不能轻易开胶破裂。
传统的木材加工较多使用的是脲醛胶，脲醛胶是尿素与甲醛在催化剂作用下聚合而成的，脲醛胶因其低廉的价格，及其简单的制作工艺被广泛应用于木材加工行业；然而脲醛胶在板材加工和使用过程中，其缺点也是明显的，由于其聚合过程可能会不彻底，导致产品中存在残余甲醛单体，在使用过程和制成品中都会缓慢释放脲醛到空气中，随着环保要求提高，人民对生活品质的要求也越来越高，尤其是关注家庭或者工作环境中的甲醛、VOC等有害物质含量。为了适应发展需求，人们发明了以聚醋酸乙烯酯乳液加浆料制备而成的拼板胶，用以代替脲醛胶作为胶黏剂进行板材拼接加工。
自聚醋酸乙烯酯乳液拼板胶诞生以来，由于粘合强度大、无甲醛、无环境污染等一系列优点现已被广泛应用于木材加工领域，应用范围越来越大，其市场占有率也正在逐年提高。虽然聚醋酸乙烯酯乳液拼板胶优点众多，但也存在一些不足，例如拼板胶粘接强度不足、耐水性不足、抗蠕变性差、添加的助剂中含有壬基酚类、邻苯类等慢性有害物质等，使其应用范围受到一定限制。
发明内容
本发明提供一种耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶主剂及其制备方法，通过向醋酸乙烯中引入多元功能性单体，形成多元共聚乳液体系，并向共聚乳液中添加浆料用来增加胶的硬度、吸入固化过程中的收缩应力、提高胶膜的耐热性能和抗热蠕变性，同时也提高胶液对基材孔隙的填充性和降低配方成本，使用时将该主剂与固化剂按照质量比为10:(1.5-1.8)混合制备成拼板胶后，拼板粘接强度高、耐水性好、胶膜耐热性和抗蠕动性好、不含有壬基酚类、邻苯类等慢性有害物质等问题。
一种耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶主剂，由以下组分按照以下质量份配制而成：
水 20-30份
聚乙烯醇 1.5-2.5份
pH调节剂 0.5-1.0份
混合乳化剂 0.5-1.0份
消泡剂 0.05-0.15份
引发剂 1.5-2.5份
混合单体 20-25份
浆料 40-50份
增塑剂 2-3份
防腐剂 0.1-0.3份
所述的混合乳化剂由烷基苯磺酸盐和非离子烷基聚氧乙烯醚按照质量比为50-60：40-50混合制备而成；
所述的混合单体由醋酸乙烯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯按照重量份为73-74：10-15：10-15：1.0-2.0份混合制备而成；
所述的浆料由水、聚乙烯醇、800目重钙粉、消泡剂、防腐剂按照质量比为44-48：5.5-6.5：45-50：0.2-0.3：0.2-0.3混合制备而成。
本发明的浆料能增加胶的硬度、吸入固化过程中的收缩应力、提高胶膜的耐热性能和抗热蠕变性，同时也提高胶液对基材孔隙的填充性和降低配方成本。
本发明的混合乳化剂可以保证聚合反应更顺利，聚合物稳定性更好，不会产生凝胶颗粒。
本发明的混合单体可以提高主胶的耐水性、韧性、降低脆性，提高耐侯性和主胶耐碱性和耐水解性能。
进一步地，所述的pH调节剂为质量百分含量为3.5-4.5％的碳酸氢钠水溶液。
进一步地，所述的消泡剂为矿物油类消泡剂。
进一步地，所述的引发剂为质量百分含量为3.0-4.5％的过硫酸铵水溶液。
进一步地，所述的增塑剂为二乙二醇二苯甲酸酯。
进一步地，所述的防腐剂为异噻
Figure BDA0002601599250000031
啉酮。
一种耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶主剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在室温下，将水加入容器中，然后在搅拌速率为160-260rpm下，依次加入聚乙烯醇和消泡剂，逐渐升温，接着加热至88-92℃后保温45-60分钟后开始降温；
(2)接着降温至78-82℃，加入pH调节剂和混合乳化剂后恒温10-12分钟；
(3)接着继续在78-82℃下，加入占引发剂总量35-40％的引发剂，之后开始滴加混合单体并在4-5小时内将剩余的混合单体全部滴入，从开始滴入剩余的混合单体起至混合单体滴加完的过程中，每隔一小时加入占引发剂总量8-10％的引发剂；
(4)当混合单体滴加完毕15-18分钟后，再次加入占引发剂总量8-10％的引发剂，之后升温至88-92℃时加入剩余的引发剂，并保温60-75分钟；
(5)最后开始降温，当降温至55-60℃时加入浆料和增塑剂，之后继续降温至48-52℃以下后加入防腐剂，搅拌均匀后，即得。
一种耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶，它包含固化剂和权利要求1-6中任一项所述一种耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶主剂，所述主剂和固化剂的质量比为10:1.5-1.8。
优选地，所述固化剂为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。
使用时，将本发明的主剂与固化剂按照质量比为10:(1.5-1.8)混合制备长拼板胶。
较之前的现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明提高聚醋酸乙烯酯乳液拼板胶的功能性和环保性，通过向醋酸乙烯中引入多元功能性单体，形成多元共聚乳液体系，以改善拼板胶粘接强度不足、耐水性不足、抗蠕变性差的问题；利用健康助剂替换原来助剂的方式去解决原来拼板胶含有壬基酚类、邻苯类等慢性有害物质的问题。使用时，与固化剂结合，能制备出一种粘接强度大、耐水性好、抗蠕变性好，且环保性能好的新型水基实木拼板胶。
具体实施方式
下面结合具体实施案例对本发明进一步阐述。
实施例1
一种耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶主剂，由以下组分按照以下质量份配制而成：
水 20份
聚乙烯醇 2.5份
pH调节剂 1.0份
混合乳化剂 1.0份
消泡剂 0.15份
引发剂 2.5份
混合单体 25份
浆料 50份
增塑剂 3份
防腐剂 0.3份
所述的混合乳化剂由烷基苯磺酸盐和非离子烷基聚氧乙烯醚按照质量比为50：50混合制备而成；
所述的混合单体由醋酸乙烯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯按照重量份为73：15：15：2.0份混合制备而成；
所述的浆料由水、聚乙烯醇、800目重钙粉、消泡剂、防腐剂按照质量比为44：6.5：50：0.3：0.3混合制备而成。
所述的pH调节剂为质量百分含量为3.5％的碳酸氢钠水溶液。
所述的消泡剂为矿物油类消泡剂。
所述的引发剂为质量百分含量为3.0％的过硫酸铵水溶液。
所述的增塑剂为二乙二醇二苯甲酸酯。
所述的防腐剂为异噻
Figure BDA0002601599250000051
啉酮。
一种耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶主剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在室温下，将水加入容器中，然后在搅拌速率为160rpm下，依次加入聚乙烯醇和消泡剂，逐渐升温，接着加热至88℃后保温45分钟后开始降温；
(2)接着降温至78℃，加入pH调节剂和混合乳化剂后恒温10分钟；
(3)接着继续在78℃下，加入占引发剂总量35％的引发剂，之后开始滴加混合单体并在4小时内将剩余的混合单体全部滴入，从开始滴入剩余的混合单体后起每隔一小时加入8％的引发剂；
(4)当混合单体滴加完毕15分钟后，加入8％的引发剂，之后升温至88℃时加入剩余的引发剂，并保温60分钟；
(5)最后开始降温，当降温至55℃时加入浆料和增塑剂，温度降至48℃以下加入防腐剂，搅拌均匀后，即得。
使用时，将耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶主剂与固化剂(多苯基多亚甲基多异氰酸酯)，按照10:1.5进行混合后，进行压板，进行后续测试。
实施例2
一种耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶主剂，由以下组分按照以下质量份配制而成：
水 30份
聚乙烯醇 2.5份
pH调节剂 1.0份
混合乳化剂 1.0份
消泡剂 0.15份
引发剂 2.5份
混合单体 25份
浆料 50份
增塑剂 3份
防腐剂 0.3份
所述的混合乳化剂由烷基苯磺酸盐和非离子烷基聚氧乙烯醚按照质量比为60：40混合制备而成；
所述的混合单体由醋酸乙烯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯按照重量份为74：10：10：1.0份混合制备而成；
所述的浆料由水、聚乙烯醇、800目重钙粉、消泡剂、防腐剂按照质量比为48：6.5：50：0.3：0.3混合制备而成。
所述的pH调节剂为质量百分含量为4.5％的碳酸氢钠水溶液。
所述的消泡剂为矿物油类消泡剂。
所述的引发剂为质量百分含量为4.5％的过硫酸铵水溶液。
所述的增塑剂为二乙二醇二苯甲酸酯。
所述的防腐剂为异噻
Figure BDA0002601599250000071
啉酮。
一种耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶主剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在室温下，将水加入容器中，然后在搅拌速率为260rpm下，依次加入聚乙烯醇和消泡剂，逐渐升温，接着加热至92℃后保温60分钟后开始降温；
(2)接着降温至82℃，加入pH调节剂和混合乳化剂后恒温12分钟；
(3)接着继续在82℃下，加入占引发剂总量40％的引发剂，之后开始滴加混合单体并在5小时内将剩余的混合单体全部滴入，从开始滴入剩余的混合单体后起每隔一小时加入10％的引发剂；
(4)当混合单体滴加完毕18分钟后，加入10％的引发剂，之后升温至92℃时加入剩余的引发剂，并保温75分钟；
(5)最后开始降温，当降温至60℃时加入浆料和增塑剂，温度降至52℃以下加入防腐剂，搅拌均匀后，即得。
使用时，将耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶主胶与固化剂(多苯基多亚甲基多异氰酸酯)，按照10:1.6进行混合后，进行压板，进行后续测试。
实施例3
一种耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶主剂，由以下组分按照以下质量份配制而成：
水 25份
聚乙烯醇 2.0份
pH调节剂 0.7份
混合乳化剂 0.7份
消泡剂 0.1份
引发剂 2.0份
混合单体 22份
浆料 45份
增塑剂 2.5份
防腐剂 0.2份
所述的混合乳化剂由烷基苯磺酸盐和非离子烷基聚氧乙烯醚按照质量比为50-60：40-50混合制备而成；
所述的混合单体由醋酸乙烯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯按照重量份为73.5：12.5：12.5：1.5份混合制备而成；
所述的浆料由水、聚乙烯醇、800目重钙粉、消泡剂、防腐剂按照质量比为46：6.0：47：0.2：0.2混合制备而成。
所述的pH调节剂为质量百分含量为4.0％的碳酸氢钠水溶液。
所述的消泡剂为矿物油类消泡剂。
所述的引发剂为质量百分含量为4.0％的过硫酸铵水溶液。
所述的增塑剂为二乙二醇二苯甲酸酯。
所述的防腐剂为异噻
Figure BDA0002601599250000091
啉酮。
一种耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶主剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在室温下，将水加入容器中，然后在搅拌速率为200rpm下，依次加入聚乙烯醇和消泡剂，逐渐升温，接着加热至90℃后保温50分钟后开始降温；
(2)接着降温至80℃，加入pH调节剂和混合乳化剂后恒温11分钟；
(3)接着继续在80℃下，加入占引发剂总量37％的引发剂，之后开始滴加混合单体并在4.5小时内将剩余的混合单体全部滴入，从开始滴入剩余的混合单体后起每隔一小时加入9％的引发剂；
(4)当混合单体滴加完毕17分钟后，加入9％的引发剂，之后升温至90℃时加入剩余的引发剂，并保温70分钟；
(5)最后开始降温，当降温至57℃时加入浆料和增塑剂，温度降至50℃以下加入防腐剂，搅拌均匀后，即得。
使用时，将耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶主胶与固化剂(多苯基多亚甲基多异氰酸酯)，按照10:1.8进行混合后，进行压板，进行后续测试。
下表是3个实例的实验室测试结果：
表格1拼板胶实例样品测试结果
Figure BDA0002601599250000101
Figure BDA0002601599250000111
将实例1、2、3所制备的耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶送到CNAS国家认证实验室进行检测，测试依据HG/T2727-2010《聚乙酸乙烯酯乳液木材胶黏剂》和GB18583-2008《室内装饰装修材料-胶黏剂中有害物质限量》进行，结果显示，所有指标均符合要求。

Claims (4)

1.一种耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶主剂，其特征在于：由以下组分按照以下质量份配制而成：
水20-30份
聚乙烯醇1.5-2.5份
pH调节剂0.5-1.0份
混合乳化剂0.5-1.0份
消泡剂0.05-0.15份
引发剂1.5-2.5份
混合单体20-25份
浆料40-50份
增塑剂2-3份
防腐剂0.1-0.3份
所述的混合乳化剂由烷基苯磺酸盐和非离子烷基聚氧乙烯醚按照质量比为50-60：40-50混合制备而成；
所述的混合单体由醋酸乙烯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯按照重量份为73-74：10-15：10-15：1.0-2.0份混合制备而成；
所述的浆料由水、聚乙烯醇、800目重钙粉、消泡剂、防腐剂按照质量比为44-48：5.5-6.5：45-50：0.2-0.3：0.2-0.3混合制备而成；
所述的pH调节剂为质量百分含量为3.5-4.5％的碳酸氢钠水溶液；
所述的消泡剂为矿物油类消泡剂；
所述的引发剂为质量百分含量为3.0-4.5％的过硫酸铵水溶液；
所述的增塑剂为二乙二醇二苯甲酸酯；
所述的防腐剂为异噻
Figure FDA0003496909700000011
啉酮。
2.根据权利要求1所述一种耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶主剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)在室温下，将水加入容器中，然后在搅拌速率为160-260rpm下，依次加入聚乙烯醇和消泡剂，逐渐升温，接着加热至88-92℃后保温45-60分钟后开始降温；
(2)接着降温至78-82℃，加入pH调节剂和混合乳化剂后恒温10-12分钟；
(3)接着继续在78-82℃下，加入占引发剂总量35-40％的引发剂，之后开始滴加混合单体并在4-5小时内将剩余的混合单体全部滴入，从开始滴入剩余的混合单体起至混合单体滴加完的过程中，每隔一小时加入占引发剂总量8-10％的引发剂；
(4)当混合单体滴加完毕15-18分钟后，再次加入占引发剂总量8-10％的引发剂，之后升温至88-92℃时加入剩余的引发剂，并保温60-75分钟；
(5)最后开始降温，当降温至55-60℃时加入浆料和增塑剂，之后继续降温至48-52℃以下后加入防腐剂，搅拌均匀后，即得。
3.一种耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶，其特征在于：它包含固化剂和权利要求1所述一种耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶主剂，所述主剂和固化剂的质量比为10:1.5-1.8。
4.根据权利要求3所述的一种耐水煮抗热蠕变环保型双组份水基实木拼板胶，其特征在于：所述固化剂为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。
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