CN1157309A - 木工用淀粉强力粘合剂 - Google Patents

Abstract

本发明以红薯淀粉为主要原料，在一定温度下，经过氧化、糊化、络合，粘接强度改性，抗凝胶处理、制得粘稠度适中，适合木工使用的粘合剂。它可代替皮(骨)胶，白乳胶(聚醋酸乙烯乳液)，广泛应用于粘接各种木材，初粘性能好，粘接强度大；它粘接木材时，粘接强度与白乳胶相当，而价格只有白乳胶的四分之一；它生产工艺不复杂，无环境污染；它无毒无气味，使用方便，是一种质优价廉的木工粘合剂，它主要用于粘接木材，但还可以粘接建筑用的玻璃马赛克，粘贴啤酒瓶标签等，它的推广应用前景十分广阔。

Description

木工用淀粉强力粘合剂

本发明属于粘合剂类。

木工用粘合剂，自古以来我国主要使用皮(骨)胶。由于它使用前需要临时熬制，费工费时，且夏季有异味，冬季易凝胶，使用起来很不方便，但由于它价格便宜，目前农村许多地方仍然在使用。八十年代，我国开始生产聚醋酸乙烯乳液(白乳胶)，由于它粘接强度大，使用方便，应用范围广，很快在全国得到推广。但是由于它价格较高，耐低温性能差，使它的普遍应用受到了一定的限制。

淀粉粘合剂使用历史悠久。由于它无毒性，制备工艺简单，原料来源丰富，成本低廉，广为人们所使用。但是它粘接强度低，贮存时间短，故此都是用于粘接纸制品和布纤维。

能否在淀粉粘合剂中加入一些物质加以改性用于粘接木材？早在1954年，美国专利(U.S.P 2680078)就介绍了一种以淀粉为主要原料，用于粘接木材的粘合剂。该发明的不足在于：①粘接强度小，粘接木材干燥后不能达到破木的要求。②无流动性，使用不方便，初粘力差。③贮存期短，加盖密封后也只能放置一个多月就开始凝胶了。

基于以上种种原因，本发明的目的是克服上述现有技术中的不足，提供一种效果良好，可广泛应用的木工用淀粉粘合剂。它粘接力强，干燥后可以达到破木的要求；它流动性好，可以用刷子涂刷，它贮存稳定性好，贮存三年后仍有很大的流动性，且粘接强度不变；它无毒元气味，初粘力大，干燥快，使用方便，原料易得，价格便宜，是一种质优价廉的木工用粘合剂。

本发明可以通过以下措施来实现：在反应釜中，通过搅拌机，按照一定顺序，依次加入水、淀粉、氧化剂、糊化剂、络合剂、粘接强度改进剂，抗凝胶剂等，在常温下反应8个小时即得本发明产品。

本发明中的淀粉主要是指植物的根块淀粉，如红薯淀粉，土豆淀粉或木薯淀粉等。因为这些淀粉分子中的支链较多，水溶性好，糊化后粘度大，初粘力好，粘接力强。

本发明中的粘接强度改进剂是指氯丁胶乳液和聚醋酸乙烯乳液。纯红薯淀粉粘合剂的粘度大，初粘力好，粘接效果不错，但粘接木材还是远远不够的，它不能达到破木的要求，而且贮存期短，易凝胶。把有机高分子乳液与红薯淀粉粘合剂共混，达到改性的目的，收到了较好的效果。常用的高分子树脂乳液有：丙烯酸乳液、苯丙乳液、氯丁胶乳液、天然橡胶乳液、环氧树脂乳液、聚氨酯乳液、聚醋酸乙烯乳液等。根据共混后粘合剂的粘接强度、稳定性，成本、原料来源，有无毒性，综合考虑的结果，分别实验、采用正交法、优选处理，最后确定为氯丁胶乳液和聚醋酸乙烯乳液。这两种高分子乳液分子规正，内聚力大，粘接强度大，分子链节与淀粉粘合剂链节比较相似，相溶性好，共混后稳定性好，性质可以相互补充，使淀粉粘合剂的粘接强度有较大的改进。

本发明中的氧化剂是指过氧化氢，也可以用高锰酸钾，或次氯酸钠等。KMnO₄氧化能力强，用量少，还原产物具有浅棕色，氧化程度易控制；NaClO溶液成本低，原料来源丰富，使用方便；H₂O₂性能稳定，无色，价格适中。

本发明中的糊化剂是指烧碱，也可以用加热糊化的方法。糊化可使淀粉分子润胀，水化、变成可流动的粘稠状液体，它的粘性可以把两个被粘物吸附在一起，增加了淀粉粘合剂的初粘性能，从而达到最佳粘接强度。

本发明中的络合剂是指硼砂。硼砂可与淀粉分子相互络合，络合后的淀粉粘合剂的粘接强度更大了。但是硼砂的使用量必须严格控制。使用量小了起不到作用，使用量大了，会使淀粉凝胶，只有在一个很小的范围内才有最佳效果。

本发明中的抗凝胶剂是指尿素。淀粉粘合剂最大的缺点是易凝胶，这是因为在淀粉粘合剂分子中存在有许多羟基，这些羟基相互亲和力比较大，存放的时间长了，这些羟基会慢慢靠的更近而导致凝胶。要想淀粉粘合剂不凝胶，就必须加入能与淀粉粘合剂中的羟基相互作用的物质，例如尿素。尿素分子中的氧和氮原子的电负性比较大，它们可与淀粉粘合剂分子中的羟基相互作用而阻止凝胶现象的发生。

木工用淀粉强力粘合剂的配方(重量百分比)如下：

          淀粉                 10～30

          氧化剂               1～10

            糊化剂               5～15

            碳酸氢钠             0.1～5

            硼砂                 1～5

            粘接强度改进剂       1～10

            抗凝胶剂             0.1～5

             水                   20～50

工艺过程：

取水加入碳酸氢钠和氧化剂，搅拌使完全溶解，加入淀粉，搅拌氧化30分钟左右，冬季温度低，氧化的时间长些，夏季温度高，氧化的时间短些。加入糊化剂，糊化一个小时左右，冬季糊化的时间长些，夏季糊化的时间短些。一般说来，当调动呈拉丝状时，停止糊化，加入硼砂络合，加入粘接强度改进剂改性，加入抗凝胶剂，搅拌30分钟反应8个小时，测粘度，达到要求后包装、密封、备用。

技术指标：

外观：      质地均匀，浅棕色粘稠状液体。

固含量：    55％

粘度：      8.4Pa·S

剪切强度：  6.6MPa

贮存期：    ＞1年。

实施例1.

配方(重量百分比)：

          红薯淀粉           25

          H₂O₂(30％)       5

          NaOH               10

          NaHCO₃            2

          硼砂               2

          氯丁胶乳液         5

          聚醋酸乙烯乳液     5

          尿素               3

          水                   43

工艺过程

取水加入NaHCO₃和H₂O₂，搅拌使完全溶解，加入红薯淀粉，搅拌均匀，氧化30分钟左右，加入NaOH溶液，糊化一个小时左右，加入硼砂络合，加入尿素，氯丁胶乳液，聚醋酸乙烯乳液，搅30拌分钟，反应8个小时，测粘度，达到要求后包装、密封、备用。

实施例2：

配方(重量百分比)：

           红薯淀粉              30

           H₂O₂(30％)          8

           NaOH                  8

           NaHCO₃               1

           硼砂                  1

           尿素                  2

           氯丁胶乳液            2

           聚醋酸乙烯乳液        5

           水                    43

工艺过程：

取水加入红薯淀粉，搅拌均匀，加入NaHCO₃和H₂O₂，搅拌均匀，氧化30分钟左右，加入NaOH溶液糊化一个小时，加入硼砂络合，加入尿素，氯丁胶乳液，聚醋酸乙烯乳液，搅拌30分钟，反应8个小时，测粘度，达到要求后包装、密封、备用。

Claims (6)

1.本发明的特征于，以淀粉为主要原料，在一定温度下经过氧化、糊化、络合、粘接强度改性，抗凝胶处理，制得粘稠度适中，适合于木工使用的粘合剂。

2.根据权利要求1所述，淀粉主要是指红薯淀粉或土豆淀粉，或木薯淀粉等值物的根块淀粉。

3.根据权利要求1，氧化剂是指过氧化氢、或次氯酸钠，或高锰酸钾等。

4.根据权利要求1，糊化是指氢氧化钠糊化，或加热糊化。

5.根据权利要求1，在淀粉粘合剂中加入了粘接强度改进剂，抗凝胶处理剂。

6.本发明的特征还在于具有下列组成(重量百分比)：

          淀粉                     10～30

          氧化剂                   1～10

          糊化剂                   5～15

          碳酸氢钠                 0.1～5

          硼砂                     1～5

          粘接强度改进剂           1～10

          抗凝胶剂                 0.1～5

          水                       20～50