CN113861891B - 一种水基型低熔点零醛胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水基型低熔点零醛胶粘剂及其制备方法，所述水基型低熔点零醛胶粘剂包括如下质量份的各组分：聚乙烯醇8～10％；净化水36～70％；硅烷消泡剂1～3％；防腐剂1～3％；增粘剂5～10％；低熔点4080聚脂纤维粉5～10％；乙烯‑醋酸乙烯共聚物5～10％；木质素磺酸钠5～10％；306交联剂5～10％。本发明所述的水基型低熔点零醛胶粘剂以聚乙烯醇为主料，是水基胶黏剂，无污染，对多孔材料，如木板，纸张等有很强的粘合力，室温下结膜干燥速度快，胶膜韧性强，泡水不开胶不污染被粘物。所述水基型低熔点零醛胶粘剂不释放甲醛，不污染环境，对人体无害。所述水基型低熔点零醛胶粘剂为单组份，使用方便，清洗。

Description

一种水基型低熔点零醛胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶粘剂技术领域，具体地，涉及一种水基型低熔点零醛胶粘剂及其制备方法。
背景技术
随着环保家具的普及，人造板逐渐走进千家万户。人造板是以木材或其他非木材植物为原料，经一定机械加工分离成各种单元材料后，施加或不施加胶粘剂和其他添加剂胶合而成的板材或模压制品。当前家具使用的人造板主要有胶合板、刨花板、密度板三大类。人造板极大提高了木材的应用率，是当前生产家具和室内装潢的首先材料。
人造板中使用的胶黏剂主要是聚乙烯醇缩甲醛胶，聚乙烯醇缩甲醛胶生产过程中产生大量的甲醛，从而使得聚乙烯醇缩甲醛胶自身含有一定量的游离甲醛，或分解释放甲醛或参与化学反应释放甲醛。甲醛危害人体健康，导致肝、肺、免疫功能异常。另外，人造板吸水膨涨率大，这是是由于人造板中含有的纤维素，半纤维素和木质素本身易于吸水，在一定条件下导致吸水膨胀。
虽然人造板行业一直致力于改善人造板释放甲醛，吸水易膨胀的缺陷，然而，效果较差，成本过高，商品价值不大，导致产品流通受阻。为此，研发一种聚乙烯醇零醛阻燃胶粘剂，是人造板行业的迫切要求。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种水基型低熔点零醛胶粘剂及其制备方法，解决了现有家居人造板释放甲醛，吸水膨胀和不阻燃等技术问题。
本发明的技术方案如下：一种水基型低熔点零醛胶粘剂，包括如下质量份的各组分：
Figure BDA0003322052690000021
较佳地，所述聚乙烯醇为聚乙烯醇2488和聚乙烯醇2699的混合物，二者用量比例为1:1。
较佳地，所述增粘剂为硅烷偶联剂，选自氨基硅烷、环氧基硅烷、硫基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、乙烯基硅烷、脲基硅烷以及异氰酸酯基硅烷中的一种或数种的混合物。
较佳地，所述增粘剂为松香，氢化松香树脂、萜烯树脂及其衍生物。
较佳地，所述硅烷消泡剂选自乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或数种的混合物。
聚合度的高低决定了胶黏剂的粘度。聚乙烯醇的聚合度高越高，得到的胶黏剂的粘度越大。一般常用聚合度为1500以上的聚乙烯醇。另外，聚合度为1500以上的聚乙烯醇在复合材料中的用量需达到一定百分含量80％以上才能产生理想的粘度，为此，本申请所述聚乙烯醇2488的平均聚合度为2400；所述聚乙烯醇2699的平均聚合度为2600。选用聚合度为2400和2600的聚乙烯醇，一方面保持复合材料的粘度，另一方面，降低聚乙烯醇在材料中的占比，从而更好地保持复合材料的性能。
另一方面，聚乙烯醇的分子结构中，如果乙酰基基本或完全被羟基取代，如果羟基含量过高，则分子结晶性较大，其水溶液在低温时很容易固化或称为胶冻状，使得复合材料的防冻性差。本申请中，所述聚乙烯醇2488和所述聚乙烯醇2699醇解度为88-99，乙酰基含量为1-12％。在聚乙烯醇的分子结构中保留合适量的乙酰基，则分子结构的规整性被破坏，结晶性小，在冷水中也能够溶解，复合材料的抗冻性较好。
本申请所述的所述聚乙烯醇2488和所述聚乙烯醇2699的分子结构主要是交替相隔的碳原子带上羟基化的多元醇，与所述交联剂进行醚化、酯化或缩醛化，合成出改性的聚乙烯醇。
所述交联剂选自过氧化二异丙苯(DCP)，过氧化苯甲酰(BPO)，二叔丁基过氧化物(DTBP)，2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷，乙烯基三乙氧基硅烷，二月桂酸二丁基锡中的一种或数种的组合物。
乙烯-醋酸乙烯共聚物醇解后，又生成聚乙烯醇，从而补充消耗的所述聚乙烯醇2488和所述聚乙烯醇2699。
所述低熔点4080聚脂纤维粉是一种具有较低熔点的无规共聚改性聚酯，具有介面粘结疏水的作用。
所述增粘剂提高各组分之间的粘结强度、赋予材料润湿性及柔韧性。所述增粘剂为硅烷和松香树脂及其衍生物。所述增粘剂粘接各组分，在粘接界面形成强力较高的化学键，大大改善了粘接强度。
所述木质素磺酸钠具有分散剂的作用，定向吸附于低熔点4080聚脂纤维粉，防腐剂和消泡剂等表面，亲水基团指向溶液，组成了单分子或多分子的吸附膜，使这些组分因表面相同电荷相互排斥而被分散。同时，所述木质素磺酸钠通过螯合作用，增强低熔点4080聚脂纤维粉的接触面的作用力。
所述防腐剂防止复合材料生菌，发臭的作用。
所述水基型低熔点零醛胶粘剂的制备方法，包括如下步骤:
(1)将所述聚乙烯醇和所述水置于90-95℃恒温反应容器中，边加热边搅拌使所述聚乙烯醇全部溶解，降温至80-84℃，滴加催化剂HCl和306交联剂，滴加完，带物料出现絮状物，降温至50℃以下，用NaOH调解pH值至7-8，降温保存；
(2)向步骤(1)所得产物中，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，边搅拌边加入NaOH，维持反应物pH值至7-8；待乙烯-醋酸乙烯共聚物充分反应后，保持，备用；
(3)加入步骤(2)所得产物中加入硅烷消泡剂及防腐剂，搅拌均匀；
(4)向步骤(3)所得产物中，加入低熔点4080聚脂纤维粉和增粘剂混合均匀，加入木质素磺酸钠，搅拌混匀，得到所述的水基型低熔点零醛胶粘剂。
本发明的有益效果为：本发明所述的水基型低熔点零醛胶粘剂以聚乙烯醇为主料，是水基胶黏剂，无污染，对多孔材料，如木板，纸张等有很强的粘合力，室温下能够固化，干燥速度快，胶膜无色透明，不污染被粘物。所述水基型低熔点零醛胶粘剂不释放甲醛，不污染环境，对人体无害。所述水基型低熔点零醛胶粘剂为单组份，使用方便，清洗。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的，技术方案及技术效果更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。应理解，此处所描述的具体实施例，仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1一种水基型低熔点零醛胶粘剂，包括如下质量份的各组分：
Figure BDA0003322052690000041
Figure BDA0003322052690000051
所述聚乙烯醇为聚乙烯醇2488和聚乙烯醇2699的混合物，二者用量比例为1:1。所述增粘剂选用氨基硅烷。所述硅烷消泡剂选用乳化硅油。所述交联剂为过氧化苯甲酰(BPO)和乙烯基三乙氧基硅烷的组合物。
所述水基型低熔点零醛胶粘剂的制备方法，包括如下步骤:
(1)将所述聚乙烯醇2置于92℃恒温反应容器中，边加热边搅拌使其全部溶解，降温至82℃，滴加催化剂HCl和306交联剂，滴加完，带物料出现絮状物，降温至50℃以下，用NaOH调解pH值至7-8，降温保存；
(2)向步骤(1)所得产物中，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，边搅拌边加入NaOH，维持反应物pH值至7-8；待乙烯-醋酸乙烯共聚物充分反应后，保持，备用；
(3)加入步骤(2)所得产物中加入硅烷消泡剂及防腐剂，搅拌均匀；
(4)向步骤(3)所得产物中，加入低熔点4080聚脂纤维粉和增粘剂混合均匀，加入木质素磺酸钠，搅拌混匀，得到所述的水基型低熔点零醛胶粘剂。
实施例2一种水基型低熔点零醛胶粘剂，包括如下质量份的各组分：
Figure BDA0003322052690000052
所述聚乙烯醇为聚乙烯醇2488和聚乙烯醇2699的混合物，二者用量比例为1:1。所述增粘剂为环氧基硅烷和乙烯基硅烷的混合物。所述硅烷消泡剂为碳醇脂肪酸酯复合物和聚氧丙烯甘油醚的混合物。所述交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)。
所述水基型低熔点零醛胶粘剂的制备方法，包括如下步骤:
(1)将所述聚乙烯醇2置于91℃恒温反应容器中，边加热边搅拌使其全部溶解，降温至84℃，滴加催化剂HCl和306交联剂，滴加完，带物料出现絮状物，降温至50℃以下，用NaOH调解pH值至7-8，降温保存；
(2)向步骤(1)所得产物中，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，边搅拌边加入NaOH，维持反应物pH值至7-8；待乙烯-醋酸乙烯共聚物充分反应后，保持，备用；
(3)加入步骤(2)所得产物中加入硅烷消泡剂及防腐剂，搅拌均匀；
(4)向步骤(3)所得产物中，加入低熔点4080聚脂纤维粉和增粘剂混合均匀，加入木质素磺酸钠，搅拌混匀，得到所述的水基型低熔点零醛胶粘剂。
实施例3一种水基型低熔点零醛胶粘剂，包括如下质量份的各组分：
Figure BDA0003322052690000061
所述聚乙烯醇为聚乙烯醇2488和聚乙烯醇2699的混合物，二者用量比例为1:1。所述增粘剂松香。所述硅烷消泡剂为聚氧丙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷中的的混合物。所述交联剂为乙烯基三乙氧基硅烷和二月桂酸二丁基锡中的一的组合物。
所述水基型低熔点零醛胶粘剂的制备方法，包括如下步骤:
(1)将所述聚乙烯醇2置于93℃恒温反应容器中，边加热边搅拌使其全部溶解，降温至82℃，滴加催化剂HCl和306交联剂，滴加完，带物料出现絮状物，降温至50℃以下，用NaOH调解pH值至7-8，降温保存；
(2)向步骤(1)所得产物中，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，边搅拌边加入NaOH，维持反应物pH值至7-8；待乙烯-醋酸乙烯共聚物充分反应后，保持，备用；
(3)加入步骤(2)所得产物中加入硅烷消泡剂及防腐剂，搅拌均匀；
(4)向步骤(3)所得产物中，加入低熔点4080聚脂纤维粉和增粘剂混合均匀，加入木质素磺酸钠，搅拌混匀，得到所述的水基型低熔点零醛胶粘剂。
实施例4一种水基型低熔点零醛胶粘剂，包括如下质量份的各组分：
Figure BDA0003322052690000071
所述聚乙烯醇为聚乙烯醇2488和聚乙烯醇2699的混合物，二者用量比例为1:1。所述增粘剂为萜烯树脂。所述硅烷消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和聚氧丙烯甘油醚的混合物。所述交联剂为2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷。
所述水基型低熔点零醛胶粘剂的制备方法，包括如下步骤:
(1)将所述聚乙烯醇2置于90℃恒温反应容器中，边加热边搅拌使其全部溶解，降温至83℃，滴加催化剂HCl和306交联剂，滴加完，带物料出现絮状物，降温至50℃以下，用NaOH调解pH值至7-8，降温保存；
(2)向步骤(1)所得产物中，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，边搅拌边加入NaOH，维持反应物pH值至7-8；待乙烯-醋酸乙烯共聚物充分反应后，保持，备用；
(3)加入步骤(2)所得产物中加入硅烷消泡剂及防腐剂，搅拌均匀；
(4)向步骤(3)所得产物中，加入低熔点4080聚脂纤维粉和增粘剂混合均匀，加入木质素磺酸钠，搅拌混匀，得到所述的水基型低熔点零醛胶粘剂。
实施例5一种水基型低熔点零醛胶粘剂，包括如下质量份的各组分：
Figure BDA0003322052690000081
所述聚乙烯醇为聚乙烯醇2488和聚乙烯醇2699的混合物，二者用量比例为1:1。所述增粘剂乙烯基硅烷和异氰酸酯基硅烷的混合物。所述增粘剂为松香和氢化松香树脂的混合物。所述硅烷消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚的混合物。
所述水基型低熔点零醛胶粘剂的制备方法，包括如下步骤:
(1)将所述聚乙烯醇2置于93℃恒温反应容器中，边加热边搅拌使其全部溶解，降温至82℃，滴加催化剂HCl和306交联剂，滴加完，带物料出现絮状物，降温至50℃以下，用NaOH调解pH值至7-8，降温保存；
(2)向步骤(1)所得产物中，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，边搅拌边加入NaOH，维持反应物pH值至7-8；待乙烯-醋酸乙烯共聚物充分反应后，保持，备用；
(3)加入步骤(2)所得产物中加入硅烷消泡剂及防腐剂，搅拌均匀；
(4)向步骤(3)所得产物中，加入低熔点4080聚脂纤维粉和增粘剂混合均匀，加入木质素磺酸钠，搅拌混匀，得到所述的水基型低熔点零醛胶粘剂。
实施例6一种水基型低熔点零醛胶粘剂，包括如下质量份的各组分：
Figure BDA0003322052690000091
7.所述聚乙烯醇为聚乙烯醇2488和聚乙烯醇2699的混合物，二者用量比例为1:1。所述增粘剂为乙烯基硅烷。所述硅烷消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物。，所述交联剂为过氧化苯甲酰(BPO)和二月桂酸二丁基锡中的组合物。
所述水基型低熔点零醛胶粘剂的制备方法，包括如下步骤:
(1)将所述聚乙烯醇2置于90℃恒温反应容器中，边加热边搅拌使其全部溶解，降温至84℃，滴加催化剂HCl和306交联剂，滴加完，带物料出现絮状物，降温至50℃以下，用NaOH调解pH值至7-8，降温保存；
(2)向步骤(1)所得产物中，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，边搅拌边加入NaOH，维持反应物pH值至7-8；待乙烯-醋酸乙烯共聚物充分反应后，保持，备用；
(3)加入步骤(2)所得产物中加入硅烷消泡剂及防腐剂，搅拌均匀；
(4)向步骤(3)所得产物中，加入低熔点4080聚脂纤维粉和增粘剂混合均匀，加入木质素磺酸钠，搅拌混匀，得到所述的水基型低熔点零醛胶粘剂。
实施例7一种水基型低熔点零醛胶粘剂，包括如下质量份的各组分：
Figure BDA0003322052690000101
所述聚乙烯醇为聚乙烯醇2488和聚乙烯醇2699的混合物，二者用量比例为1:1。所述增粘剂为硅烷偶联剂脲基硅烷和异氰酸酯基硅烷的混合物。所述硅烷消泡剂聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚的混合物。所述交联剂选自过氧化二异丙苯(DCP)
所述水基型低熔点零醛胶粘剂的制备方法，包括如下步骤:
(1)将所述聚乙烯醇2置于95℃恒温反应容器中，边加热边搅拌使其全部溶解，降温至80℃，滴加催化剂HCl和306交联剂，滴加完，带物料出现絮状物，降温至50℃以下，用NaOH调解pH值至7-8，降温保存；
(2)向步骤(1)所得产物中，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，边搅拌边加入NaOH，维持反应物pH值至7-8；待乙烯-醋酸乙烯共聚物充分反应后，保持，备用；
(3)加入步骤(2)所得产物中加入硅烷消泡剂及防腐剂，搅拌均匀；
(4)向步骤(3)所得产物中，加入低熔点4080聚脂纤维粉和增粘剂混合均匀，加入木质素磺酸钠，搅拌混匀，得到所述的水基型低熔点零醛胶粘剂。
性能测试：
将上述实施例1-7制备的水基型低熔点零醛胶粘剂，按照JC T 438-2006进行性能测试，测试结果如下表1。
表1、实施例1-7所述水基型低熔点零醛胶粘剂性能检测结果
Figure BDA0003322052690000111
Figure BDA0003322052690000121
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种水基型低熔点零醛胶粘剂，其特征在于，包括如下质量份的各组分：
Figure FDA0003993571940000011
所述交联剂选自过氧化二异丙苯(DCP)，过氧化苯甲酰(BPO)，二叔丁基过氧化物(DTBP)，2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷，乙烯基三乙氧基硅烷，二月桂酸二丁基锡中的一种或数种的组合物；
所述的水基型低熔点零醛胶粘剂的制备方法，包括如下步骤:
(1)将所述聚乙烯醇和所述水置于90-95℃恒温反应容器中，边加热边搅拌使所述聚乙烯醇全部溶解，降温至80-84℃，滴加催化剂HCl和交联剂，滴加完，带物料出现絮状物，降温至50℃以下，用NaOH调解pH值至7-8，降温保存；
(2)向步骤(1)所得产物中，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，边搅拌边加入NaOH，维持反应物pH值至7-8；待乙烯-醋酸乙烯共聚物充分反应后，保持，备用；
(3)向 步骤(2)所得产物中加入硅烷消泡剂及防腐剂，搅拌均匀；
向步骤(3)所得产物中，加入低熔点4080聚脂纤维粉和增粘剂混合均匀，加入木质素磺酸钠，搅拌混匀，得到所述的水基型低熔点零醛胶粘剂。
2.根据权利要求1所述的水基型低熔点零醛胶粘剂，其特征在于，所述聚乙烯醇为聚乙烯醇2488和聚乙烯醇2699的混合物，二者用量比例为1:1。
3.根据权利要求1所述的水基型低熔点零醛胶粘剂，其特征在于，所述增粘剂为硅烷偶联剂，选自氨基硅烷、环氧基硅烷、硫基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、乙烯基硅烷、脲基硅烷以及异氰酸酯基硅烷中的一种或数种的混合物。
4.根据权利要求1所述的水基型低熔点零醛胶粘剂，其特征在于，所述增粘剂为松香，氢化松香树脂、萜烯树脂及其衍生物。
5.根据权利要求1所述的水基型低熔点零醛胶粘剂，其特征在于，所述硅烷消泡剂选自乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种或数种的混合物。
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