CN112552844A - 一种水性无醛胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种水性无醛胶黏剂及其制备方法，属于精细高分子化工技术领域；通过将A剂胶水与B剂胶水混合后得到本发明的一种水性无醛胶黏剂，本发明的胶水还具有较高的热压强度，能够保证无醛刨花板的成品强度；利用本发明的无醛胶制备获得的无醛刨花板表面无裂纹，且无醛刨花板具有较高的力学强度；本发明不但成本低，而且应用简单，和现有的脲醛胶的应用比较接近；由于我们是水性无醛胶水，不但产品能实现无醛，在整个生产制作过程都只是释放水蒸气，为工厂的环保排放做好了准备。

Description

一种水性无醛胶黏剂及其制备方法

技术领域

本发明属于精细高分子化工技术领域，具体是涉及一种水性无醛胶黏剂及其制备方法。

背景技术

在自然界中，物质与物质的粘合性已经被广泛认识，蛋白质是能够充当这类起作用的粘合性物质。如在海洋中，蚌类蛋白的粘合性极强，即使是在湿的表面，也能形成很强的粘合作用，这类蛋白质被称为海洋粘合蛋白。因此，通过研究这类蛋白质的结构与性能之间的关系，利用仿生功能期望得到以蛋白质为主要成分的水性无醛粘合剂。自然界中，植物蛋白因具有可再生、易得、环境友好等多方面的优点，因此开发和利用植物蛋白具有深远的意义。大豆蛋白质是应用广泛的植物蛋白之一，是大豆榨油之后的副产品，大部分用于食品工业，在粘合剂、降解塑料等材料领域也得到应用。玉米蛋白粉也是一类植物蛋白，并且具有比大豆蛋白更低廉的价格，因此对其开发和利用具有更广阔的前景。淀粉是植物光合作用的产物，是自然界最丰富的天然高分子资源之一。植物蛋白和淀粉的粘合性能很早就得到认识并应用，但由于其用于粘合剂，存在强度不高、耐水性能不强、易发霉变质等缺点，因此实际应用得到了很大的限制。由于天然高分子特有的价廉、可再生、环境友好等优点，且因石油资源的日益紧张、原油价格持续上涨以及环境污染问题，基于可再生资源的天然高分子材料的研究和应用被广泛重视，对植物蛋白和淀粉粘合剂的研究成为研究热点。

目前，市场上常用的无醛胶黏剂有三种：生物类蛋白胶(大豆胶、淀粉胶等)、异氰酸酯胶(聚氨酯胶、MDI胶)、热塑性树脂胶黏剂；刨花板也叫颗粒板，将各种枝芽、小径木、速生木材、木屑等切削成一定规格的碎片，经过干燥，拌以胶料，硬化剂、防水剂等，在一定的温度压力下压制成的一种人造板。然而，上述无醛胶粘剂在使用中也暴露出价格高及配比复杂的问题，而且在刨花板的压制过程中会导致环境污染。

发明内容

本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种水性无醛胶黏剂及其制备方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种水性无醛胶黏剂，包括A剂胶水和B剂胶水，所述A剂胶水按质量份数由300～400份的水、40～50份的聚乙烯醇、15～20份的交联剂、60～100份的羧基丁苯胶乳、20～40份的丙烯酸乳液、1～2份的表面活性剂制备而成，所述B剂胶水按质量份数由300～400份的水、10～20份的聚乙烯醇、20～50份的羧基丁苯胶乳、10～20份的丙烯酸乳液、0.5～1.5份的表面活性剂制备而成。

作为优选，所述交联剂选自异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸中的一种。

作为优选，所述表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷磺酸钠或聚氧乙烯辛基苯酚醚-10中的一种。

一种水性无醛胶黏剂的制备方法，所述A剂胶水它包括如下步骤：

A步骤1、按质量份配比计，将40～50份的聚乙烯醇和300～400份的水加入到搅拌反应釜内，在搅拌反应釜内将温度升至95度后进行搅拌，搅拌后保温半小时得到改性聚乙烯醇胶水；

A步骤2、对经步骤1得到的改性聚乙烯醇胶水进行搅拌降温至32度，降温后搅拌加入1～2份的表面活性剂，得到聚乙烯醇混胶水；

A步骤3、对经步骤2得到的聚乙烯醇混胶水中滴加15～20份的交联剂，滴加交联剂后进行搅拌温控反应，使聚乙烯醇混胶水与交联剂充分反应；

A步骤4、对经步骤3后依次加入60～100份的羧基丁苯胶乳和20～40份的丙烯酸乳液，将羧基丁苯胶乳、丙烯酸乳液和改性聚乙烯醇胶水混合搅拌均匀后即得A剂胶水；

所述B剂胶水它包括如下步骤：

B步骤1、按质量份配比计，将10～20份的聚乙烯醇和300～400份的水加入到搅拌反应釜内，在搅拌反应釜内将温度升至95度后进行搅拌，搅拌后保温半小时得到改性聚乙烯醇胶水；

B步骤2、对经B步骤1得到的改性聚乙烯醇胶水进行搅拌降温至32度，降温后搅拌加入0.5～1.5份的表面活性剂，得到聚乙烯醇混胶水；

B步骤3、对经步骤2得到的聚乙烯醇混胶水中依次加入20～50份的羧基丁苯胶乳和10～20份的丙烯酸乳液，将羧基丁苯胶乳、丙烯酸乳液和聚乙烯醇混胶水混合搅拌均匀后即得B剂胶水。

本发明具有的有益效果：

通过将A剂胶水与B剂胶水混合后得到本发明的一种水性无醛胶黏剂，本发明的胶水还具有较高的热压强度，能够保证无醛刨花板的成品强度；利用本发明的无醛胶制备获得的无醛刨花板表面无裂纹，且无醛刨花板具有较高的力学强度；本发明不但成本低，而且应用简单，和现有的脲醛胶的应用比较接近；由于我们是水性无醛胶水，不但产品能实现无醛，在整个生产制作过程都只是释放水蒸气，为工厂的环保排放做好了准备。

附图说明

图1是本发明A剂胶水和B剂胶水的一种制备流程示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：一种水性无醛胶黏剂，如图1所示，包括A剂胶水和B剂胶水，所述A剂胶水按质量份数由300～400份的水、40～50份的聚乙烯醇、15～20份的交联剂、100～160份的羧基丁苯胶乳、20～40份的丙烯酸乳液、1～2份的表面活性剂制备而成，所述B剂胶水按质量份数由300～400份的水、10～20份的聚乙烯醇、20～50份的羧基丁苯胶乳、10～20份的丙烯酸乳液制备而成。

所述交联剂选自异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸中的一种。

所述表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷磺酸钠或聚氧乙烯辛基苯酚醚-10中的一种。

一种水性无醛胶黏剂的制备方法，所述A剂胶水它包括如下步骤：

A步骤1、按质量份配比计，将50份的聚乙烯醇和350份的水加入到搅拌反应釜内，在搅拌反应釜内将温度升至95度后进行搅拌，搅拌后保温半小时得到改性聚乙烯醇胶水；

A步骤2、对经A步骤1得到的改性聚乙烯醇胶水进行搅拌降温至32度，降温后搅拌加入1份的聚氧乙烯辛基苯酚醚-10，得到聚乙烯醇混胶水；

A步骤3、对经A步骤2得到的聚乙烯醇混胶水中滴加18份的甲苯二异氰酸酯，滴加甲苯二异氰酸酯后进行搅拌温控反应，使聚乙烯醇混胶水与交联剂充分反应；

A步骤4、对经A步骤3后依次加入80份的羧基丁苯胶乳和20份的丙烯酸乳液，将羧基丁苯胶乳、丙烯酸乳液和改性聚乙烯醇胶水混合搅拌均匀后即得A剂胶水。

所述B剂胶水它包括如下步骤：

B步骤1、按质量份配比计，将16份的聚乙烯醇和380份的水加入到搅拌反应釜内，在搅拌反应釜内将温度升至95度后进行搅拌，搅拌后保温半小时得到改性聚乙烯醇胶水；

B步骤2、对经B步骤1得到的改性聚乙烯醇胶水进行搅拌降温至32度，降温后搅拌加入1份的聚氧乙烯辛基苯酚醚-10，得到聚乙烯醇混胶水；

B步骤3、对经B步骤2得到的聚乙烯醇混胶水中依次加入30份的羧基丁苯胶乳和20份的丙烯酸乳液，将羧基丁苯胶乳、丙烯酸乳液和聚乙烯醇混胶水混合搅拌均匀后即得B剂胶水。

本发明的应用：

无醛刨花板的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

1、把本发明的A剂胶水与B剂胶水混合后得到胶黏剂，将刨花与胶黏剂混合得到混胶刨花；

2、将混胶刨花进行铺装和预压，得到无醛刨花板板坯；

3、将无醛刨花板板坯进行热压，得到无醛刨花板。

本发明对所述混合方式无特殊要求，可以先将胶黏剂组分A剂胶水与B剂胶水混合，得到无醛胶黏剂，然后与刨花混合，也可以将胶黏剂组分A剂胶水与B剂胶水和刨花直接混合；

上述无醛刨花板板坯在加入少量的固化剂，可获得较高的初始强度，从而防止板坯出现开裂或断裂的现象；

上述无醛刨花板的制备方法中铺装完成后进行预压，所述预压的温度优选为30～45℃，最佳优选为35℃，预压的压力优选为10～12MPa/m2，预压的时间优选为4.5～8s，最佳优选为4.8s；得到无醛刨花板板坯后，将无醛刨花板板坯进行热压，得到无醛刨花板，进行热压之前在无醛刨花板板坯上下表面喷涂脱模剂，所述脱模剂优选为烃蜡，更优选为烃蜡WZ7399，所述脱模剂的用量优选为1.8～2.2g/m2，最佳优选为2.0g/m2；

上述热压的温度优选为180～240℃，最佳优选为190℃，热压的压力优选为22～28MPa/m2，热压的时间优选为3～4min。

所述无醛刨花板的厚度优选为8.0～8.2mm；

本发明进行热压后将所述热压产品依次进行冷却、定厚砂光、精细砂光和分割；所述冷却优选为将无醛刨花板冷却至室温。

本发明的应用性能实验报告：

一、设计：

1、设计1#、2#相同施胶量，不同密度，对比板材性能；

2、设计3#、4#表层施胶量不同，芯层施胶量相同，对比板材性能；

3、设计3#、5#表层施胶量相同，5#芯层用无醛胶代替MDI胶，对比板材性能。

二、试验参数：

热压温度：190℃；

热压因子：12s/mm；

3、施胶量、固化剂施加量、板坯含水率如表1：

表1

注：表中施胶量均为液体对绝干纤维，固化剂施加量为液体对液体，芯表层均未施加防水剂。

三、检测结果

板材检测结果如表2

表2板材理化性能检测结果

四、结果分析

1、由1#、2#试样检测结果分析，相同的施胶量，不同的密度，对板材性能影响不明显；

2、由3#、4#样检测结果分析，降低一半无醛胶的添加，对板材的性能影响效明显，表结合前度降低27％，静曲强度降低44％，弹性模量降低24.5％；

3、有5#样检测数据分析，使用无醛胶代替MDI，板材内结合强度前度降低55％，表结合降低47％，静曲强度降低43％，弹性模量降低33％，吸水厚度膨胀率提高了202％；

五、结论

表层无醛胶施加量在13％(原液30kg/m3)，芯层MDI施胶量3％(12-15kg/m3)，板材密度控制在620kg/m3左右，板材各项性能指标均能满足标准要求。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种水性无醛胶黏剂，包括A剂胶水和B剂胶水，其特征在于所述A剂胶水按质量份数由300～400份的水、40～50份的聚乙烯醇、15～20份的交联剂、60～100份的羧基丁苯胶乳、20～40份的丙烯酸乳液、1～2份的表面活性剂制备而成，所述B剂胶水按质量份数由300～400份的水、10～20份的聚乙烯醇、20～50份的羧基丁苯胶乳、10～20份的丙烯酸乳液、0.5～1.5份的表面活性剂制备而成。

2.根据权利要求1所述的一种水性无醛胶黏剂，其特征在于所述交联剂选自异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种水性无醛胶黏剂，其特征在于所述表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷磺酸钠或聚氧乙烯辛基苯酚醚-10中的一种。

4.如权利要求1至3所述的一种水性无醛胶黏剂的制备方法，其特征在于所述A剂胶水它包括如下步骤：

A步骤1、按质量份配比计，将40～50份的聚乙烯醇和300～400份的水加入到搅拌反应釜内，在搅拌反应釜内将温度升至95度后进行搅拌，搅拌后保温半小时得到改性聚乙烯醇胶水；

A步骤2、对经A步骤1得到的改性聚乙烯醇胶水进行搅拌降温至32度，降温后搅拌加入1～2份的表面活性剂，得到聚乙烯醇混胶水；

A步骤3、对经A步骤2得到的聚乙烯醇混胶水中滴加15～20份的交联剂，滴加交联剂后进行搅拌温控反应，使聚乙烯醇混胶水与交联剂充分反应；

A步骤4、对经A步骤3后依次加入60～100份的羧基丁苯胶乳和20～40份的丙烯酸乳液，将羧基丁苯胶乳、丙烯酸乳液和改性聚乙烯醇胶水混合搅拌均匀后即得A剂胶水；

所述B剂胶水它包括如下步骤：

B步骤1、按质量份配比计，将10～20份的聚乙烯醇和300～400份的水加入到搅拌反应釜内，在搅拌反应釜内将温度升至95度后进行搅拌，搅拌后保温半小时得到改性聚乙烯醇胶水；

B步骤2、对经B步骤1得到的改性聚乙烯醇胶水进行搅拌降温至32度，降温后搅拌加入0.5～1.5份的表面活性剂，得到聚乙烯醇混胶水；

B步骤3、对经步骤2得到的聚乙烯醇混胶水中依次加入20～50份的羧基丁苯胶乳和10～20份的丙烯酸乳液，将羧基丁苯胶乳、丙烯酸乳液和聚乙烯醇混胶水混合搅拌均匀后即得B剂胶水。

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