CN112625630B - 一种复合型纤维素胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

一种复合型纤维素胶粘剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合型纤维素胶粘剂，包含以下质量组分：双酚A环氧树脂40~60份、固化剂3~5份、促进剂6~8份、抗氧剂1~5份、偶联剂1~5份、增粘剂2~6份、分散剂2~3份、消泡剂0.5~1份、亚麻纤维溶液5~10份、活性炭1~5份、阻燃剂2~5份、去离子水20~40份；所述活性炭的目数为500~1000。本发明通过采用具有良好机械强度及抗撕裂度性性能的亚麻纤维，以增强纤维素胶粘剂的机械性能，其作用类似于混凝土中的钢筋，改善胶粘剂的胶结强度；同时，本发明利用亚麻纤维多孔、表面积占比大的物理结构，将活性炭填入亚麻纤维孔隙中，使得纤维素胶粘剂能够在一定程度上吸附环境中的甲醛等有害物质。

Description

一种复合型纤维素胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明属于胶粘剂制备技术领域，具体涉及一种复合型纤维素胶粘剂及其制备方法。
背景技术
随着人们物质生活水平的提高，室内装修已成为时尚，随之而来的便是室内空气污染越来越严重。甲醛是来自家具和装修材料中最严重的污染物，它可以从家具、纤维板的粘合剂、稀释剂中缓慢释放，具有强烈的致癌和致畸危害。另一方面，现有的纤维素胶粘剂胶结强度低，易于损坏。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提出一种复合型纤维素胶粘剂及其制备方法，通过采用具有良好机械强度及抗撕裂度性性能的亚麻纤维，增强胶粘剂的胶结强度；同时，利用亚麻纤维多孔、表面积占比大的物理结构，将活性炭填入亚麻纤维孔隙中，能够在一定程度上吸附环境中的甲醛等有害物质。
为实现上述目的，本发明提供了一种复合型纤维素胶粘剂，包含以下质量组分：双酚A环氧树脂40～60份、固化剂3～5份、促进剂6～8份、抗氧剂1～5份、偶联剂1～5份、增粘剂2～6份、分散剂2～3份、消泡剂0.5～1份、亚麻纤维溶液5～10份、活性炭1～5份、阻燃剂2～5份、去离子水20～40份；所述活性炭的目数为500～1000。
优选地，上述技术方案中所述亚麻纤维溶液包括质量比为30～50:6～8:3～5:100的亚麻纤维、氢氧化钠、尿素、去离子水组分。
优选地，上述技术方案中所述固化剂由甲基四氢苯酐和双氰胺按质量比为1:2～3组成。
优选地，上述技术方案中所述促进剂由2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚和乙二硫醇按质量比为1:2～5组成。
优选地，上述技术方案中所述抗氧剂为受阻酚、亚磷酸酯按质量比为1:2～3组成。
优选地，上述技术方案中所述偶联剂为多异氰酸酯和有机硅偶联剂按质量比为1:0.5～1组成。
优选地，上述技术方案中所述增粘剂由石油树脂和松香树脂按质量比为1～2:1组成。
优选地，上述技术方案中所述分散剂由甲基戊醇、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯按质量比为1～2:1:2～3组成；所述消泡剂由磷酸三丁酯和二异丙醇胺按质量比为1:0.5～1组成。
优选地，上述技术方案中所述阻燃剂为三氧化二锑、聚磷酸铵和硼酸锌按质量比为1～2:1:2～3组成。
此外，本发明提供一种制备上述技术方案中所述复合型纤维素胶粘剂的方法，包括以下步骤：
S1、将5～10质量份亚麻纤维溶液、1～5质量份目数为800～1000的活性炭加入反应釜中，在温度为40～60℃、真空度为100～500Pa、压力为1～2Mpa环境条件下共混20～30min；
S2、将20～40质量份去离子水、40～60质量份双酚A环氧树脂、3～5质量份固化剂、6～8质量份促进剂、1～5质量份抗氧剂、1～5质量份偶联剂、2～6质量份增粘剂、2～3质量份分散剂、2～5质量份阻燃剂、0.5～1质量份消泡剂加入到步骤S1中的反应釜中，在温度为40～60℃、真空度为100～500Pa、压力为1～2Mpa的反应釜中共混10～30min，获得所述复合型纤维素胶粘剂。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1)本发明通过采用具有良好机械强度及抗撕裂度性性能的亚麻纤维，以增强纤维素胶粘剂的机械性能，其作用类似于混凝土中的钢筋，改善胶粘剂的胶结强度。
2)本发明利用亚麻纤维多孔、表面积占比大的物理结构，将活性炭填入亚麻纤维孔隙中，使得纤维素胶粘剂能够在一定程度上吸附环境中的甲醛等有害物质。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
下述实施例中，亚麻纤维溶液的制备方法如下：称量一定质量的聚合度为1000的亚麻纤维素，置于烘箱200℃条件下加热60分钟，得到热活化的纤维素；以水为溶剂，配制6-8wt％氢氧化钠、3-5wt％尿素的水溶液作为纤维素溶剂；并按照一定质量比将上述热活化的纤维素置于该纤维素溶剂中搅拌均匀，得到纤维素混合物；然后将该纤维素混合物置于-20℃的条件下冷冻10小时；将冷冻后的纤维素混合物置于常温下溶解，搅拌直至完全溶解，得到亚麻纤维溶液。
实施例1
一种复合型纤维素胶粘剂及其制备方法，具体步骤如下：
S1、将5质量份亚麻纤维溶液(包括质量比为30:6:3:100的亚麻纤维、氢氧化钠、尿素、去离子水组分)、1质量份目数为800的活性炭加入反应釜中，在温度为40℃、真空度为100Pa、压力为1Mpa环境条件下共混30min；
S2、将20质量份去离子水、40质量份双酚A环氧树脂、3质量份固化剂(由甲基四氢苯酐、双氰胺按质量比1:2共混组成)、6质量份促进剂(由2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚、乙二硫醇按质量比1:2共混组成)、1质量份抗氧剂(由受阻酚2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚、亚磷酸酯按质量比1:2共混组成)、1质量份偶联剂(由甲苯二异氰酸酯、有机硅偶联剂kh550按质量比1:0.5共混组成)、2质量份增粘剂(由脂环族C5石油树脂(规格:CY-ANH-M1100～M1120)、松香树脂按质量比1:1共混组成)、2质量份分散剂(由1，4-甲基-2-戊醇、聚丙烯酰胺(分子量1000万～2000万)、聚乙二醇50OE单硬脂酸酯按质量比1:1:2共混组成)、2质量份阻燃剂(由三氧化二锑、聚磷酸铵(分子量149.0867)和硼酸锌按质量比1:1:2共混组成)、0.5质量份消泡剂(由磷酸三丁酯、二异丙醇胺按质量比1:0.5共混组成)加入到步骤S1中的反应釜中，在温度为40℃、真空度为100Pa、压力为1Mpa的反应釜中共混30min，获得复合型纤维素胶粘剂。
实施例2
一种复合型纤维素胶粘剂及其制备方法，具体步骤如下：
S1、将10质量份亚麻纤维溶液(包括质量比为50:8:5:100的亚麻纤维、氢氧化钠、尿素、去离子水组分)、5质量份目数为1000的活性炭加入反应釜中，在温度为40℃、真空度为100Pa、压力为1Mpa环境条件下共混30min；
S2、将20质量份去离子水、40质量份双酚A环氧树脂、3质量份固化剂(由甲基四氢苯酐、双氰胺按质量比1:2共混组成)、6质量份促进剂(由2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚、乙二硫醇按质量比1:2共混组成)、1质量份抗氧剂(由受阻酚2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚、亚磷酸酯按质量比1:2共混组成)、1质量份偶联剂(由甲苯二异氰酸酯、有机硅偶联剂kh550按质量比1:0.5共混组成)、2质量份增粘剂(由脂环族C5石油树脂(规格:CY-ANH-M1100～M1120)、松香树脂按质量比1:1共混组成)、2质量份分散剂(由1，4-甲基-2-戊醇、聚丙烯酰胺(分子量1000万～2000万)、聚乙二醇50OE单硬脂酸酯按质量比1:1:2共混组成)、2质量份阻燃剂(由三氧化二锑、聚磷酸铵和硼酸锌按质量比1:1:2共混组成)、0.5质量份消泡剂(由磷酸三丁酯、二异丙醇胺按质量比1:0.5共混组成)加入到步骤S1中的反应釜中，在温度为40℃、真空度为100Pa、压力为1Mpa的反应釜中共混30min，获得复合型纤维素胶粘剂。
实施例3
一种复合型纤维素胶粘剂及其制备方法，具体步骤如下：
S1、将5质量份亚麻纤维溶液(包括质量比为30:6:3:100的亚麻纤维、氢氧化钠、尿素、去离子水组分)、1质量份目数为800的活性炭加入反应釜中，在温度为40℃、真空度为100Pa、压力为1Mpa环境条件下共混30min；
S2、将40质量份去离子水、60质量份双酚A环氧树脂、5质量份固化剂(由甲基四氢苯酐、双氰胺按质量比1:3共混组成)、8质量份促进剂(由2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚、乙二硫醇按质量比1:5共混组成)、5质量份抗氧剂(由受阻酚2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚、亚磷酸酯按质量比1:3共混组成)、5质量份偶联剂(由甲苯二异氰酸酯、有机硅偶联剂kh550按质量比1:1共混组成)、6质量份增粘剂(由脂环族C5石油树脂(规格:CY-ANH-M1100～M1120)、松香树脂按质量比2:1共混组成)、3质量份分散剂(由1，4-甲基-2-戊醇、聚丙烯酰胺(分子量1000万～2000万)、聚乙二醇50OE单硬脂酸酯按质量比2:1:3共混组成)、5质量份阻燃剂(由三氧化二锑、聚磷酸铵和硼酸锌按质量比2:1:3共混组成)、1质量份消泡剂(由磷酸三丁酯、二异丙醇胺按质量比1:1共混组成)加入到步骤S1中的反应釜中，在温度为40℃、真空度为100Pa、压力为1Mpa的反应釜中共混30min，获得复合型纤维素胶粘剂。
实施例4
一种复合型纤维素胶粘剂及其制备方法，具体步骤如下：
S1、将10质量份亚麻纤维溶液(包括质量比为50:8:5:100的亚麻纤维、氢氧化钠、尿素、去离子水组分)、5质量份目数为1000的活性炭加入反应釜中，在温度为60℃、真空度为500Pa、压力为2Mpa环境条件下共混20min；
S2、将40质量份去离子水、60质量份双酚A环氧树脂、5质量份固化剂(由甲基四氢苯酐、双氰胺按质量比1:3共混组成)、8质量份促进剂(由2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚、乙二硫醇按质量比1:5共混组成)、5质量份抗氧剂(由受阻酚2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚、亚磷酸酯按质量比1:3共混组成)、5质量份偶联剂(由甲苯二异氰酸酯、有机硅偶联剂kh550按质量比1:1共混组成)、6质量份增粘剂(由脂环族C5石油树脂(如规格:CY-ANH-M1100～M1120)、松香树脂按质量比2:1共混组成)、3质量份分散剂(由1，4-甲基-2-戊醇、聚丙烯酰胺(分子量1000万～2000万)、聚乙二醇50OE单硬脂酸酯按质量比2:1:3共混组成)、5质量份阻燃剂(由三氧化二锑、聚磷酸铵和硼酸锌按质量比2:1:3共混组成)、1质量份消泡剂(由磷酸三丁酯、二异丙醇胺按质量比1:1共混组成)加入到步骤S1中的反应釜中，在温度为60℃、真空度为500Pa、压力为2Mpa的反应釜中共混10min，获得复合型纤维素胶粘剂。
对比例
将40质量份去离子水、60质量份双酚A环氧树脂、5质量份固化剂(由甲基四氢苯酐、双氰胺按质量比1:3共混组成)、8质量份促进剂(由2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚、乙二硫醇按质量比1:5共混组成)、5质量份抗氧剂(由受阻酚2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚、亚磷酸酯按质量比1:3共混组成)、5质量份偶联剂(由甲苯二异氰酸酯、有机硅偶联剂kh550按质量比1:1共混组成)、6质量份增粘剂(由脂环族C5石油树脂(如规格:CY-ANH-M1100～M1120)、松香树脂按质量比2:1共混组成)、3质量份分散剂(由1，4-甲基-2-戊醇、聚丙烯酰胺(分子量1000万～2000万)、聚乙二醇50OE单硬脂酸酯按质量比2:1:3共混组成)、5质量份阻燃剂(由三氧化二锑、聚磷酸铵和硼酸锌按质量比2:1:3共混组成)、1质量份消泡剂(由磷酸三丁酯、二异丙醇胺按质量比1:1共混组成)加入到反应釜中，在温度为60℃、真空度为500Pa、压力为2Mpa的反应釜中共混10min，获得纤维素胶粘剂。
将实施例1～4以及对比例制备得到的纤维素胶粘剂进行对比性能测定，制得厚度为15mm普通型中密度纤维板干燥状态下理化性能指标如下表1所示，检测依据GB/T11718-2009。
表1
序号 胶合强度(Mpa) 游离甲醛(mg/kg)
实施例1 0.87 0.57
实施例2 0.94 0.47
实施例3 0.89 0.53
实施例4 0.97 0.44
对比例 0.35 2.14
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种复合型纤维素胶粘剂，其特征在于，包含以下质量组分：双酚A环氧树脂40~60份、固化剂3~5份、促进剂6~8份、抗氧剂1~5份、偶联剂1~5份、增粘剂2~6份、分散剂2~3份、消泡剂0.5~1份、亚麻纤维溶液5~10份、活性炭1~5份、阻燃剂2~5份、去离子水20~40份；所述活性炭的目数为800~1000；
所述亚麻纤维溶液由质量比为30~50:6~8:3~5:100的亚麻纤维、氢氧化钠、尿素、去离子水组成；所述亚麻纤维溶液的制备方法如下：按上述质量比，称量聚合度为1000的亚麻纤维，置于烘箱200℃条件下加热60分钟，得到热活化的纤维素；以去离子水为溶剂，配制氢氧化钠和尿素的水溶液作为纤维素溶剂；并将热活化的纤维素置于所述纤维素溶剂中搅拌均匀，得到纤维素混合物；然后将所述纤维素混合物置于-20℃的条件下冷冻10小时；将冷冻后的纤维素混合物置于常温下溶解，搅拌直至完全溶解，得到亚麻纤维溶液；
所述固化剂由甲基四氢苯酐和双氰胺按质量比为1:2~3组成；
所述促进剂由2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚和乙二硫醇按质量比为1:2~5组成；
所述抗氧剂为受阻酚、亚磷酸酯按质量比为1:2~3组成；
所述偶联剂为多异氰酸酯和有机硅偶联剂按质量比为1:0.5~1组成；
所述增粘剂由石油树脂和松香树脂按质量比为1~2:1组成；
所述分散剂由甲基戊醇、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯按质量比为1~2:1:2~3组成；所述消泡剂由磷酸三丁酯和二异丙醇胺按质量比为1:0.5~1组成；
所述阻燃剂为三氧化二锑、聚磷酸铵和硼酸锌按质量比为1~2:1:2~3组成。
2.权利要求1所述的复合型纤维素胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将5~10质量份亚麻纤维溶液、1~5质量份目数为800~1000的活性炭加入反应釜中，在温度为40~60℃、真空度为100~500Pa、压力为1~2Mpa环境条件下共混20~30min；
S2、将20~40质量份去离子水、40~60质量份双酚A环氧树脂、3~5质量份固化剂、6~8质量份促进剂、1~5质量份抗氧剂、1~5质量份偶联剂、2~6质量份增粘剂、2~3质量份分散剂、2~5质量份阻燃剂、0.5~1质量份消泡剂加入到步骤S1中的反应釜中，在温度为40~60℃、真空度为100~500Pa、压力为1~2Mpa的反应釜中共混10~30min，获得所述复合型纤维素胶粘剂。
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