CN115637123A - 高支化葡萄糖基耐水胶粘剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高支化葡萄糖基耐水胶粘剂，包括按摩尔质量比为1：0.2～1的葡萄糖和三(2‑氨基乙基)胺；其制备方法，具体包括以下步骤：S1、向反应器中加入如上述摩尔比为1：0.2～1的葡萄糖和三胺；S2、按固含量40％‑60％加去离子水，使其混合均匀；S3、置于60℃‑100℃搅拌器中反应0.5h‑3h；本发明的胶粘剂粘结力强，耐水性优，且颜色稳定。反应过程中无需催化剂、无需溶剂、一步法、一锅法，操作简单，反应产物无须分离纯化，可直接用作木材粘合剂。反应过程中不使用甲醛等有害物质，是一种绿色环保型胶粘剂。

Description

高支化葡萄糖基耐水胶粘剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于木材胶粘剂制备技术领域，具体涉及高支化葡萄糖基耐水胶粘剂及其制备方法和应用。

背景技术

葡萄糖是自然界分布最广泛的单糖，是具有结晶性的粉状物质，易溶于水。葡萄糖含五个羟基，一个醛基，是一种多羟基醛，具有多元醇和醛的性质，可氢化、氧化、异构、碱性降解、酯化、乙缩醛化反应等，合成或转化为其他产品。葡萄糖在自然界储存量丰富，可通过水解淀粉或纤维素制得。

随着石油储备的枯竭和环境问题的日益严重，环保型木质复合材料逐渐成为人们家具使用的重要材料；当今市场上90％的人造板用胶粘剂是含有甲醛、苯、甲苯等，对人体产生危害，并造成环境污染。因此，采用生物质材料来制备木材胶粘剂是解决环境与资源问题的重要途径。

现有技术中，中国专利公开号CN200910091307，植物蛋白胶粘剂及制备方法、由该植物蛋白胶粘剂制备的改性胶粘剂，公开了一种植物蛋白胶粘剂及其制备方法以及由该植物蛋白胶粘剂与交联剂组成的改性胶粘剂。该植物蛋白胶粘剂的制备方法包括对植物蛋白在酸性条件下进行酸改性处理和碱性条件下进行碱改性处理。本发明的植物蛋白胶粘剂通过对植物蛋白采用酸、碱多次复合变性而成，采用本发明制备的植物蛋白胶粘剂制备的胶合板的耐水胶合强度高，满足II 类胶合板的要求；加入适当的交联剂，制备的改性植物蛋白胶粘剂也能满足I类胶合板的要求，而且所制备的人造板几乎无甲醛释放。然而，该反应需要对植物蛋白采用酸、碱多次复合变性，操作复杂；而且制备的植物蛋白胶粘剂只满足II类胶合板的要求。

中国专利公开号CN201410623340，基于淀粉和坚木栲胶的无醛木材胶粘剂及其制备方法，公开了以淀粉为主要原料，碱性环境中高温条件下糊化降解前处理后，调节体系pH值至4-5，采用醋酸乙烯酯单体在种子乳液聚合工艺下对淀粉进行接枝共聚，降温后加入坚木栲胶、硼酸、纳米硅溶胶和其它助剂，最终得到一种性能优良的木材用淀粉坚木栲胶胶粘剂。然而，该发明的制备工艺复杂，步骤繁琐，亟需一种简单的制备高强度耐沸水型胶黏剂的。

然而，葡萄糖作为一种廉价易得的生物质材料，现有技术中却缺少葡萄糖基耐水胶粘剂的制备方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种绿色环保的高支化葡萄糖基耐水胶粘剂及其制备方法和应用。

为了达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：高支化葡萄糖基耐水胶粘剂，包括按摩尔质量比为1：0.2～1的葡萄糖和三(2-氨基乙基)胺；

一种高支化葡萄糖基耐水胶粘剂的制备方法，具体包括以下步骤：

S1、向反应器中加入如上述摩尔比为1：0.2～1的葡萄糖和三胺；

S2、按固含量40％-60％加去离子水，使其混合均匀；

S3、置于60℃-100℃搅拌器中反应0.5h-3h；

进一步的，所述S3的反应时间为2h；

进一步地，所述S3的反应温度为80℃；

本发明的又一目的在于提供一种高支化葡萄糖基耐水胶粘剂在制备人造板胶粘中的应用。

本发明的有益效果是：

本发明中葡萄糖与三(2-氨基乙基)胺在加热条件下反应，葡萄糖中的醛基与三胺中的一级胺发生西佛碱反应生成亚胺，亚胺又可能被氨基进一步进攻形成缩醛胺，从而形成具有一定分子量的高支化聚合物。

与现有技术相比：

本发明的胶粘剂粘结力强，耐水性优，且颜色稳定。反应过程中无需催化剂、无需溶剂、一步法、一锅法，操作简单，反应产物无须分离纯化，可直接用作木材粘合剂。反应过程中不使用甲醛等有害物质，是一种绿色环保型胶粘剂。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明的一种高支化葡萄糖基耐水胶粘剂及其制备方法，包括如下步骤：

(1)向反应器中加入反应物葡萄糖36g、三胺5.84g；摩尔比：葡萄糖:三胺为1:0.2；

(2)按固含量60％加去离子水，使其混合均匀；

(3)置于80℃搅拌器中反应，反应时间为2h，冷却至室温，进而得到所制备的高支化葡萄糖基耐水胶粘剂。

实施例2

本发明的一种高支化葡萄糖基耐水胶粘剂及其制备方法，包括如下步骤：

(1)向反应器中加入反应物葡萄糖43.2g、三胺20.8g；摩尔比：葡萄糖:三胺为1:0.6；

(2)按固含量60％加去离子水，使其混合均匀；

(3)置于80℃搅拌器中反应，反应时间为2h，冷却至室温，进而得到所制备的高支化葡萄糖基耐水胶粘剂。

实施例3

本发明的一种高支化葡萄糖基耐水胶粘剂及其制备方法，包括如下步骤：

(1)向反应器中加入反应物葡萄糖21.6g、三胺17.5g；摩尔比：葡萄糖:三胺为1:1；

(2)按固含量60％加去离子水，使其混合均匀；

(3)置于80℃搅拌器中反应，反应时间为2h，冷却至室温，进而得到所制备的高支化葡萄糖基耐水胶粘剂。

实施例4

本发明的一种高支化葡萄糖基耐水胶粘剂及其制备方法，包括如下步骤：

(1)向反应器中加入反应物葡萄糖18g、三胺14.6g；摩尔比：葡萄糖:三胺为1:1；

(2)按固含量60％加去离子水，使其混合均匀；

(3)置于80℃搅拌器中反应，反应时间为0.5h，冷却至室温，进而得到所制备的高支化葡萄糖基耐水胶粘剂。

实施例5

本发明的一种高支化葡萄糖基耐水胶粘剂及其制备方法，包括如下步骤：

(1)向反应器中加入反应物葡萄糖25g、三胺20.4g；摩尔比：葡萄糖:三胺为1:1；

(2)按固含量60％加去离子水，使其混合均匀；

(3)置于80℃搅拌器中反应，反应时间为1h，冷却至室温，进而得到所制备的高支化葡萄糖基耐水胶粘剂。

实施例6

本发明的一种高支化葡萄糖基耐水胶粘剂及其制备方法，包括如下步骤：

(1)向反应器中加入反应物葡萄糖29g、三胺23g；摩尔比：葡萄糖:三胺为1:1；

(2)按固含量60％加去离子水，使其混合均匀；

(3)置于80℃搅拌器中反应，反应时间为3h，冷却至室温，进而得到所制备的高支化葡萄糖基耐水胶粘剂。

对比例7

本发明的一种高支化葡萄糖基耐水胶粘剂及其制备方法，包括如下步骤：

(1)向反应器中加入反应物葡萄糖43g、三胺7g；摩尔比：葡萄糖:三胺为1:0.2；

(2)按固含量60％加，使其混合均匀；

(3)置于60℃搅拌器中反应，反应时间为2h，冷却至室温，进而得到所制备的高支化葡萄糖基耐水胶粘剂。

对比例8

本发明的一种高支化葡萄糖基耐水胶粘剂及其制备方法，包括如下步骤：

(1)向反应器中加入反应物葡萄糖50g、三胺8g；摩尔比：葡萄糖:三胺为1:0.2；

(2)按固含量60％加，使其混合均匀；

(3)置于100℃搅拌器中反应，反应时间为2h，冷却至室温，进而得到所制备的高支化葡萄糖基耐水胶粘剂。

验证合成的高支化葡萄糖基耐水胶粘剂的性能特征，进行了以下试验：

取上述实施例中所制备高支化葡萄糖基耐水胶粘剂，用厚度为 2mm的杨木单板压制三层胶合板，按照国标GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》的要求，进行板材物理力学性能进行测试，主要测试板材耐水性能。具体步骤如下：将合成的高支化葡萄糖基耐水胶粘剂按施胶量320g/m²双面施胶于单层杨木板上，热压温度为200℃，热压6分钟，然后将板材裁剪为36个试件，平均分为3份分别测试其干强度、湿强度(将试件放于63℃水中浸泡3小时)、耐水性能(将试件放于沸水中浸泡3小时)等，测试结果如下表所示：

根据各实施例测出的强度，经筛选得出：当各反应物的摩尔比为：葡萄糖：三(2-氨基乙基)胺＝1：0.2，反应温度为80℃，反应时间 2h时，所对应的高支化葡萄糖基耐水胶粘剂的性能最佳。

根据GB/T 9846-2015《普通胶合板》对胶合板的耐水性要求，本发明的高支化葡萄糖基耐水胶粘剂各项性能数据高于国标要求。

实施例9

本实施例中所述的高支化葡萄糖基耐水胶粘剂用于制备人造板胶粘；

所述胶合板的胶粘方法为：所用的涂胶量为双面施胶320g/m²，热压温度为200℃、压力为1.0MPa、热压时间6分钟；

所述胶合板，其干状剪切强度大于1.3MPa，63±3℃水浸泡3小时后的湿强度≥1.1MPa，3小时沸水煮后湿强度≥0.9MPa，均大于国标 GB/T 9846-2015中胶合强度≥0.70MPa的II类胶合板用胶标准要求，且浸泡试样均无开胶现象。

综上所述，本发明的胶粘剂粘结力强，耐水性优，且颜色稳定。反应过程中无需催化剂、无需溶剂、一步法、一锅法，操作简单，反应产物无须分离纯化，可直接用作木材粘合剂。反应过程中不使用甲醛等有害物质，是一种绿色环保型胶粘剂。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.高支化葡萄糖基耐水胶粘剂，其特征在于，包括按摩尔质量比为1：0.2～1的葡萄糖和三(2-氨基乙基)胺。

2.制备如权利要求1所述高支化葡萄糖基耐水胶粘剂的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、向反应器中加入如上述摩尔比为1：0.2～1的葡萄糖和三胺；

S2、按固含量40％-60％加去离子水，使其混合均匀；

S3、置于60℃-100℃搅拌器中反应0.5h-3h。

3.根据权利要求2所述高支化葡萄糖基耐水胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述S3中的反应时间为2h。

4.根据权利要求2所述高支化葡萄糖基耐水胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述S3中的反应温度为80℃。

5.一种如权利要求1所述的高支化葡萄糖基耐水胶粘剂在制备人造板胶粘中的应用。