CN112480827A - 一种环保无机胶粘剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种环保无机胶粘剂及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保无机胶粘剂，包括氯化镁10～50份、水10～60份、轻烧氧化镁20～80份、聚乙烯醇2～3份、膨润土2～4份、氢氧化铝2～4份、三聚磷酸钠2～3份、硅丙乳液1～3份。本发明还公开了一种环保无机胶粘剂的制备方法，包括(1)将配方量的水加入容器，边搅拌边加入适量氯化镁得到氯化镁水溶液，并控制氯化镁水溶液的波美度在22～29；(2)向氯化镁水溶液中加入配方量的轻烧氧化镁；(3)、边搅拌边向混合液中加入配方量的聚乙烯醇、膨润土、氢氧化铝、三聚磷酸钠、硅丙乳液，然后继续搅拌至全溶得到均匀的混合液，即得到环保无机胶粘剂。本发明还公开了上述的环保无机胶粘剂在制造环保可再生板材中的应用。

Description

一种环保无机胶粘剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于材料科学与工程领域，具体涉及一种环保无机胶粘剂及其制备方法与应用。
背景技术
为了解决林业资源稀少、木材严重短缺、大量木材依赖进口的问题，国家提倡并出台了利用秸秆、废旧木料等再生材料制造木材的政策。在政策的扶持和鼓励下，如密度板、木丝板、木颗粒版、刨花板、欧松板、秸秆板、竹木板、多层板等各种人造板板材在不同领域得到了广泛应用和发展。
但是由于人造板材使用的胶粘剂大多是以甲醛为主要成分的脲醛树脂，板材中残留的和未参与反应的甲醛会逐渐向周围环境释放，形成甲醛污染的主要来源。
为了减少甲醛的释放，人们尝试着使用无机胶粘剂取代脲醛树脂。虽然市场上已经开发了几种镁系无机胶粘剂，但是这些镁系无机胶粘剂存在配伍性差，均未能给出合理有效性能优异的稳定配方配比及原料参数，反应不稳定，几乎难以转化为稳定的工业化生产，用于制成板材产品存在脆性大、强度差、遇潮湿返卤、寿命短、容易变形等缺点。
之所以出现上述的缺点，是因为上述配方没有控制氯化镁水溶液的浓度(波美度)和轻烧氧化镁中氧化镁的活性含量。
发明内容
发明目的：本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明公开了一种环保无机胶粘剂及其制备方法与应用。
技术方案：一种环保无机胶粘剂，按重量份计，包括：
Figure BDA0002799172420000021
进一步地，所述轻烧氧化镁的氧化镁活性含量在60％～65％。
进一步地，所述聚乙烯醇的聚合度为1700,醇解度为88％，颗粒度为国标筛80～160目的17-88型粉末。
一种环保无机胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)、将配方量的水加入容器中，一边搅拌一边加入适量的氯化镁使之全溶得到氯化镁水溶液，并控制氯化镁水溶液的波美度在22～29；
(2)向氯化镁水溶液中加入配方量的轻烧氧化镁，搅拌混合均匀后得到混合液；
(3)、一边搅拌一边向步骤(2)的混合液中加入配方量的聚乙烯醇、膨润土、氢氧化铝、三聚磷酸钠、硅丙乳液，然后继续搅拌至全溶得到均匀的混合液，即得到环保无机胶粘剂。
进一步地，步骤(1)～步骤(3)中的搅拌速度为70～90转/分钟。
上述的环保无机胶粘剂在制造环保可再生板材中的应用。
进一步地，所述环保可再生板材包括密度板、木丝板、木颗粒板、刨花板、欧松板、秸秆板、竹木板、多层板、重组木板、重组木方、异型重组木。
利用上述的环保无机胶粘剂在制造环保可再生板材，包括以下步骤：
S1、配置上述的环保无机胶粘剂；
S2、将步骤S1得到的环保无机胶粘剂与再生材料制作成环保可再生板材。
进一步地，步骤S2包括以下步骤：
将将步骤S1得到的环保无机胶粘剂与再生材料混合搅拌均匀进入磨具压制成型，经保压定型制成板材。
进一步地，步骤S2包括以下步骤：
将步骤S1得到的环保无机胶粘剂与再生材料搅拌，然后将搅拌好的物料铺平在垫板上一定厚度经压机压制成板材。
进一步地，步骤S2包括以下步骤：
将步骤S1得到的环保无机胶粘剂涂刷在木皮或木板上进行压制成型再经保压定型。
进一步地，步骤S2包括以下步骤：
将步骤S1得到的环保无机胶粘剂放入池中；
把木皮、木板放在胶液中浸泡后捞出沥胶，顺丝叠加多层或者横竖丝交替叠加多层，经压制成型再经保压定型制成多层板。
进一步地，所述再生材料为木纤维、木粉、木丝、木颗粒、竹纤维、木皮中的一种或几种。
本发明中材料性能、参数等具体说明：
1、所用氯化镁加水调制的溶液波美度要求为22～29。
2、轻烧氧化镁活性含量为60～65。
3、膨润土是一种抗潮、抗卤改性剂，使产品不返卤。
4、聚乙烯醇是一种增粘、成膜剂，使胶体得到保护，粘结力增强。
5、氢氧化铝是一种抗烟阻燃剂，因此使用本胶粘剂制成品具备阻燃防火性能。
6、硅丙乳液具有成膜增粘、增强柔性，可以整体提高制成品柔韧性降低脆性，同时增强抗折性能和耐候性。
7、三聚磷酸钠是一种稳定剂，可以有效降低胶粘剂的水化反应热，使胶粘剂反应更稳定。
有益效果：本发明公开的一种环保无机胶粘剂及其制备方法与应用具有以下有益效果：
1、本发明公开的环保无机胶粘剂配方真实，制备工艺简单、成本低、有效性和实用性高；
2、本发明经过大量试验得出了使用可行的真实具体有价值的数据规范，如氯化镁水溶液波美度为22～29，轻烧氧化镁中氧化镁活性含量为60～65。
3、本发明配方中无甲醛及苯类等有毒有害物质的材料添加，因此本发明公开的无机胶粘剂制备的人造板材环保无毒——使用本发明的胶水制备的胶合板、单板、单板芯硬木胶合板的甲醛含量仅仅分别为0.04mg/l、0.06mg/l、0.09mg/l。
具体实施方式：
下面对本发明的具体实施方式详细说明。
具体实施例1
一种环保无机胶粘剂，按重量份计，包括：
Figure BDA0002799172420000051
进一步地，所述轻烧氧化镁的氧化镁活性含量在63％。
进一步地，所述聚乙烯醇的聚合度为1700,醇解度为88％，颗粒度为国标筛120目的17-88型粉末。
一种环保无机胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)、将配方量的水加入容器中，一边搅拌一边加入适量的氯化镁使之全溶得到氯化镁水溶液，并控制氯化镁水溶液的波美度在26，经过合计共计加入氯化镁15份；
(2)向氯化镁水溶液中加入配方量的轻烧氧化镁，搅拌混合均匀后得到混合液；
(3)、一边搅拌一边向步骤(2)的混合液中加入配方量的聚乙烯醇、膨润土、氢氧化铝、三聚磷酸钠、硅丙乳液，然后继续搅拌至全溶得到均匀的混合液，即得到环保无机胶粘剂。
进一步地，步骤(1)～步骤(3)中的搅拌速度为80转/分钟。
上述的环保无机胶粘剂在制造环保可再生板材中的应用。
进一步地，所述环保可再生板材包括密度板。
利用上述的环保无机胶粘剂在制造环保可再生板材，包括以下步骤：
S1、配置上述的环保无机胶粘剂；
S2、将步骤S1得到的环保无机胶粘剂与再生材料制作成环保可再生板材。
进一步地，步骤S2包括以下步骤：
将将步骤S1得到的环保无机胶粘剂与再生材料混合搅拌均匀进入磨具压制成型，经保压定型制成板材。
进一步地，所述再生材料为木粉。
根据GB18580：2001对于本具体实施例生成的板材进行甲醛监测，其甲醛含量为0.04mg/L。
此外，氯化镁水溶液的浓度(波美度)和轻烧氧化镁中氧化镁的活性含量的控制非常重要：
对比板材一：与具体实施例1大致相同，区别仅仅在于：氯化镁溶液波美度为18、氧化镁活性含量为52，进行胶粘剂配制，所得胶粘剂的粘接强度都很差，用此参数配制的胶粘剂制成板材胶合强度会小于0.5MPa、易潮解、返卤等。
对比板材二：：与具体实施例1大致相同，区别仅仅在于：氯化镁溶液波美度为32，氧化镁活性含量为65，所得胶粘剂都会产生大量不稳定的水化反应热和气爆现象导致板材无法稳定粘接成型，无法拿来用作板材胶粘剂。
具体实施例2
一种环保无机胶粘剂，按重量份计，包括：
Figure BDA0002799172420000071
Figure BDA0002799172420000081
进一步地，所述轻烧氧化镁的氧化镁活性含量在65％。
进一步地，所述聚乙烯醇的聚合度为1700,醇解度为88％，颗粒度为国标筛160目的17-88型粉末。
一种环保无机胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)、将配方量的水加入容器中，一边搅拌一边加入适量的氯化镁使之全溶得到氯化镁水溶液，并控制氯化镁水溶液的波美度在29，合计使用氯化镁50份；
(2)向氯化镁水溶液中加入配方量的轻烧氧化镁，搅拌混合均匀后得到混合液；
(3)、一边搅拌一边向步骤(2)的混合液中加入配方量的聚乙烯醇、膨润土、氢氧化铝、三聚磷酸钠、硅丙乳液，然后继续搅拌至全溶得到均匀的混合液，即得到环保无机胶粘剂。
进一步地，步骤(1)～步骤(3)中的搅拌速度为90转/分钟。
上述的环保无机胶粘剂在制造环保可再生板材中的应用。
进一步地，所述环保可再生板材为木颗粒板、刨花板、欧松板、秸秆板、竹木板、多层板、重组木板、重组木方、异型重组木。虽然具体实施例2中使用的式木丝板，但是通过实际试验，本实施例制备的环保无机胶粘剂还可以应用于：密度板、木丝板、木颗粒版、刨花板、欧松板、秸秆板、竹木板、多层板、重组木板、重组木方、异型重组木。
利用上述的环保无机胶粘剂在制造环保可再生板材，包括以下步骤：
S1、配置上述的环保无机胶粘剂；
S2、将步骤S1得到的环保无机胶粘剂与再生材料制作成环保可再生板材。
进一步地，步骤S2包括以下步骤：
将步骤S1得到的环保无机胶粘剂与再生材料搅拌，然后将搅拌好的物料铺平在垫板上一定厚度经压机压制成板材。
进一步地，所述再生材料为木粉。但是经过试验，木纤维、木粉、木丝、木颗粒、竹纤维中的一种或几种再生材料也可以用具体实施例2制备的环保无机胶粘剂。
下面以木粉为例：
将木粉干燥至含水率15％以下，取适量的干燥好的木粉加入带喷淋的搅拌设备中，开动搅拌器，将适量的具体实施例2配制好的环保无机胶粘剂加入到搅拌设备的喷淋系统，喷淋胶液使胶粘剂与物料充分搅拌均匀；
将搅拌均匀的物料铺装在准备好的模板上，每张模板宽1.3米、长为2.5米，铺料宽度为1.24米，长度为2.45米，厚度为60毫米，铺装好后联通模板带料一起放入压机中预压到物料厚度为25毫米；
然后将预压好的板坯连同模板一起大压机中多层码放，40层为一组，再次进行压制，使每层物料板坯压制到18.5毫米厚为定型板。
将40张带模板的定型板坯整组锁定于保压磨具中，送入30～55℃的养护室中进行养护干燥，将干燥好的板材脱模，定好尺寸切割4边，再经砂光机将每张板由18.5毫米厚砂平到18毫米后，最终得到宽122毫米，长244毫米，后18毫米的成品板材，将成品板材质检，并将合格产品喷码打标封包装成品入库存储。
根据GB18580：2001对于本具体实施例生成的板材进行甲醛监测，其甲醛含量为0.06mg/L。
具体实施例3
一种环保无机胶粘剂，按重量份计，包括：
Figure BDA0002799172420000101
进一步地，所述轻烧氧化镁的氧化镁活性含量在60％。
进一步地，所述聚乙烯醇的聚合度为1700,醇解度为88％，颗粒度为国标筛80目的17-88型粉末。
一种环保无机胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)、将配方量的水加入容器中，一边搅拌一边加入适量的氯化镁使之全溶得到氯化镁水溶液，并控制氯化镁水溶液的波美度在22，经过统计合计使用氯化镁10份；
(2)向氯化镁水溶液中加入配方量的轻烧氧化镁，搅拌混合均匀后得到混合液；
(3)、一边搅拌一边向步骤(2)的混合液中加入配方量的聚乙烯醇、膨润土、氢氧化铝、三聚磷酸钠、硅丙乳液，然后继续搅拌至全溶得到均匀的混合液，即得到环保无机胶粘剂。
进一步地，步骤(1)～步骤(3)中的搅拌速度为70转/分钟。
上述的环保无机胶粘剂在制造环保可再生板材中的应用。
进一步地，所述环保可再生板材为竹木板。
利用上述的环保无机胶粘剂在制造环保可再生板材，包括以下步骤：
S1、配置上述的环保无机胶粘剂；
S2、将步骤S1得到的环保无机胶粘剂与再生材料制作成环保可再生板材。
进一步地，步骤S2包括以下步骤：
将步骤S1得到的环保无机胶粘剂涂刷在木皮上进行压制成型再经保压定型。
进一步地，所述再生材料为木皮。
具体制备过程如下：
将具体实施例3制备好的适量的环保无机胶粘剂放入容器中，在含水率小于15％的木皮上进行涂刷，将涂刷好的木皮按横丝一层，竖丝一层码至11层，每11层为一组。如木皮厚度为1.5毫米，11层为16.5毫米厚，在经压机压制为16.5厚，经保压设备保压定型，养护干燥，定尺寸切割4边，砂光定厚度，检验合格喷码打标封包装成品入库。
根据GB18580：2001对于本具体实施例生成的板材进行甲醛监测，其甲醛含量为0.09mg/L。
具体实施例4
一种环保无机胶粘剂，按重量份计，包括：
Figure BDA0002799172420000121
进一步地，所述轻烧氧化镁的氧化镁活性含量在62％。
进一步地，所述聚乙烯醇的聚合度为1700,醇解度为88％，颗粒度为国标筛100目的17-88型粉末。
一种环保无机胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)、将配方量的水加入容器中，一边搅拌一边加入适量的氯化镁使之全溶得到氯化镁水溶液，并控制氯化镁水溶液的波美度在24，共计使用氯化镁20份；
(2)向氯化镁水溶液中加入配方量的轻烧氧化镁，搅拌混合均匀后得到混合液；
(3)、一边搅拌一边向步骤(2)的混合液中加入配方量的聚乙烯醇、膨润土、氢氧化铝、三聚磷酸钠、硅丙乳液，然后继续搅拌至全溶得到均匀的混合液，即得到环保无机胶粘剂。
进一步地，步骤(1)～步骤(3)中的搅拌速度为75转/分钟。
上述的环保无机胶粘剂在制造环保可再生板材中的应用。
进一步地，所述环保可再生板材为多层板。当然，本实施例制备的环保无机胶粘剂还可以用于制备密度板、木丝板、木颗粒板、刨花板、欧松板、秸秆板、竹木板、重组木板、重组木方、异型重组木。
利用上述的环保无机胶粘剂在制造环保可再生板材，包括以下步骤：
S1、配置上述的环保无机胶粘剂；
S2、将步骤S1得到的环保无机胶粘剂与再生材料制作成环保可再生板材。
进一步地，步骤S2包括以下步骤：
将步骤S1得到的环保无机胶粘剂放入池中；
把木皮、木板放在胶液中浸泡后捞出沥胶，顺丝叠加多层或者横竖丝交替叠加多层，经压制成型再经保压定型制成多层板。
进一步地，所述再生材料为木皮。
具体制备过程如下：
将适量的具体实施例4制备的环保无机胶粘剂放入带有冲气功能的容器罐中，将多张1.5毫米厚的木皮置于吊笼中，然后将吊笼放入带冲气功能的胶液罐中浸泡，为使得每一张木皮均能浸泡到胶液防止粘连，向罐里的胶液冲气使之翻腾起来；
待所有木皮都充分被胶液浸泡后，将吊笼从胶液罐中提出沥胶至木皮表面基本不流胶，将每张木皮按照木丝方向横竖交替码放，如11层1.5毫米厚木皮加起来为16.5毫米厚，每11层木皮为一组，每组间放一层垫板，叠加到40组为一整组；
将整租板坯放入压机压制规定厚度，每11涨木皮压制后厚度为16.5毫米，再将整组板坯放入保压磨具中保压定型，送入30～55度的养护室养护干燥，48小时后脱模得到定型板材，顶尺寸切割4边，然后进行砂光定厚度，检验合格喷码打标封包装入库存储。
根据GB18580：2001对于本具体实施例生成的板材进行甲醛监测，其甲醛含量为0.05mg/L。
根据GB/T9846-2004、GB/T17657-1999对本实施例的板材进行送样检测，其检测数据如下：
Figure BDA0002799172420000141
Figure BDA0002799172420000151
综上所示：本发明在经过几千次试验总结出了与其他无机胶粘剂不同的发明配方，同时对一些核心材料的工艺参数进行了精准稳定有效的限定。
本发明解决了现有的无机胶粘剂制品脆性大、不耐水、强度差且不稳定的若干缺点，以及不能用于家具制造应用的问题。采用本发明胶粘剂制造的木粉板、木颗粒板、多层板除了具备环保无毒等多项优异性能。
上面对本发明的实施方式做了详细说明。但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种环保无机胶粘剂，其特征在于，按重量份计，包括：
Figure FDA0002799172410000011
2.如权利要求1所述的一种环保无机胶粘剂，其特征在于，所述轻烧氧化镁的氧化镁活性含量在60％～65％。
3.如权利要求1所述的一种环保无机胶粘剂，其特征在于，所述聚乙烯醇的聚合度为1700,醇解度为88％，颗粒度为国标筛80～160目的17-88型粉末。
4.一种环保无机胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、将配方量的水加入容器中，一边搅拌一边加入适量的氯化镁使之全溶得到氯化镁水溶液，并控制氯化镁水溶液的波美度在22～29；
(2)向氯化镁水溶液中加入配方量的轻烧氧化镁，搅拌混合均匀后得到混合液；
(3)、一边搅拌一边向步骤(2)的混合液中加入配方量的聚乙烯醇、膨润土、氢氧化铝、三聚磷酸钠、硅丙乳液，然后继续搅拌至全溶得到均匀的混合液，即得到环保无机胶粘剂，其中：步骤(1)～步骤(3)中的搅拌速度为70～90转/分钟。
5.权利要求1-4任意一项所述的环保无机胶粘剂在制造环保可再生板材中的应用。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述环保可再生板材包括密度板、木丝板、木颗粒板、刨花板、欧松板、秸秆板、竹木板、多层板、重组木板、重组木方、异型重组木。
7.如权利要求5应用，其特征在于，环保可再生板材的制造包括以下步骤：
S1、配置上述的环保无机胶粘剂；
S2、将步骤S1得到的环保无机胶粘剂与再生材料制作成环保可再生板材。
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，步骤S2包括以下步骤：
将将步骤S1得到的环保无机胶粘剂与再生材料混合搅拌均匀进入磨具压制成型，经保压定型制成板材。
9.如权利要求7所述的应用，其特征在于，步骤S2包括以下步骤：
将步骤S1得到的环保无机胶粘剂放入池中；
把木皮、木板放在胶液中浸泡后捞出沥胶，顺丝叠加多层或者横竖丝交替叠加多层，经压制成型再经保压定型制成多层板。
10.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述再生材料为木纤维、木粉、木丝、木颗粒、竹纤维、木皮中的一种或几种。
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