專利名稱：一種木材用膠黏劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膠黏劑及其制備方法，尤其是木材用膠黏劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前木材用膠黏劑使用最多的是“三醛膠”——脲醛樹脂(UF)、酚醛樹脂(PF)和 三聚氰胺甲醛樹脂(MF)，這“三醛膠”除耐水性差、儲存期短外，在生產(chǎn)和使用的過程中釋放 出大量的甲醛，導(dǎo)致環(huán)境污染并危害公眾健康。隨著我國環(huán)保法規(guī)日趨完善，發(fā)展無污染、 無毒害、符合“環(huán)保、健康、安全”要求的綠色膠粘劑勢在必行。木材膠粘劑品種將加速更新 換代，向水性化、固體化、無溶劑化、低毒化方向發(fā)展。而淀粉作為一類來源廣泛、價格優(yōu)廉、 環(huán)境友好的天然高分子，具有無毒、無異味、無污染的特點(diǎn)，具有良好的粘接性和成膜性，是 優(yōu)良的天然資源膠粘劑。但其耐水性差和穩(wěn)定性較差，開發(fā)一種耐水性較好的淀粉基膠黏 劑勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種成本低，粘結(jié)性能較高，耐水性能較好的木材用膠黏劑 及其制備方法。本發(fā)明的木材用膠黏劑，它的組分及其重量份數(shù)為淀粉100份
去離子水300-500 份
氧化劑5-30 份
氫氧化鈉5-15 份
接枝單體80-150 份
復(fù)合乳化劑3-9份
過硫酸鹽1-3份
亞硫酸氫鈉0. 3-1. 5 份
尿素10-40 份
增塑劑5-10 份
防腐劑0. 1-1 份
消泡劑1-3份上述的淀粉可以為玉米淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉或甘薯淀粉。氧化劑可以是 雙氧水、次氯酸鈉或高錳酸鉀。接枝單體為醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酰胺和 N-羥甲基丙烯酰胺的一種或幾種。復(fù)合乳化劑為陰非離子復(fù)配乳化劑；例如十二烷基磺酸鈉和0P-10按質(zhì)量比 2 1 1 2配制的復(fù)配乳化劑、十二烷基硫酸鈉和0P-7按質(zhì)量比2 1 1 2配制 的復(fù)配乳化劑或十二烷基苯磺酸鈉和NP-10按質(zhì)量比2 1 1 2配制的復(fù)配乳化劑。所說的過硫酸鹽可以為過硫酸銨、過硫酸鉀或者兩者按照任意比例的混合物。增塑劑可以為甘油或鄰苯二甲酸酯類；防腐劑可以為苯甲酸鈉或山梨酸鉀；消泡劑可以為磷
酸三丁酯或辛醇。制備木材用膠黏劑的方法，其步驟如下1)按重量份數(shù)取各組分，用去離子水分別將氫氧化鈉配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的 堿液；將過硫酸鹽和亞硫酸氫鈉配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的引發(fā)劑溶液；淀粉配成質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為30-40%的淀粉乳。2)用步驟1)的堿液將淀粉乳的PH值調(diào)至9-10，然后加入氧化劑在60-70°C下氧 化0. 5h-2h，再將剩余的堿液全部加到淀粉乳中糊化0. 5h-lh，調(diào)節(jié)pH值至6-8后，加入復(fù) 合乳化劑，復(fù)合乳化劑的用量為總份數(shù)的三分之一到二分之一，攪拌下升溫到70°C -80°C, 乳化10-30分鐘，得到乳化淀粉。3)將剩余的復(fù)合乳化劑和剩余去離子水加到接枝單體中，攪拌乳化30-60分鐘， 得到預(yù)乳液，備用；4)將預(yù)乳液和十分之九的引發(fā)劑溶液同時滴加到乳化淀粉中，在70°C -80°C下 乳液接枝聚合反應(yīng)2h-3h，滴完后，升溫至80°C -90°C，再加入剩余的引發(fā)劑溶液，保溫 0. 5h-lh后降溫至40-50°C，調(diào)pH值至6-7，攪拌下依次加入尿素、增塑劑、防腐劑和消泡劑， 然后降溫至室溫，出料包裝。本發(fā)明是將淀粉經(jīng)過氧化、糊化、乳化后，與接枝單體的預(yù)乳液接枝共聚，再與尿 素、增塑劑、防腐劑和消泡劑共混，得到穩(wěn)定性較好的耐水性膠黏劑。通過改變預(yù)乳液的接枝單體組成以及配比，可以有效提高膠黏劑的交聯(lián)度和粘結(jié) 強(qiáng)度，使耐水性大大提高。本發(fā)明制得的木材用膠黏劑與木材用白乳膠相比，粘結(jié)強(qiáng)度、耐水性均優(yōu)于白乳 膠，并且成本低廉、環(huán)保，能夠廣泛應(yīng)用于木材拼裝，人造板等領(lǐng)域。同時與白乳膠的生產(chǎn)工 藝相當(dāng)，能直接在原有白乳膠設(shè)備上制作。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
木材用膠黏劑，它的組分及其重
玉米淀粉100份
去離子水400份
雙氧水10份
氫氧化鈉10份
接枝單體100份(其1份、丙烯酰胺4份)
復(fù)合乳化劑4份(其中-
過硫酸鉀1.5份
亞硫酸氫鈉0.5份
尿素10份
甘油5份
苯甲酸鈉0.5份烷基磺酸鈉2. 5份、0P-101. 5份)
磷酸三丁酯1份制備工藝如下1)按重量份數(shù)取各組分，用90份去離子水將氫氧化鈉配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的 堿液；用11. 3份去離子水將過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的引發(fā)劑溶液； 用200份去離子水將淀粉配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33. 3%的淀粉乳。2)用步驟1)的堿液將淀粉乳的PH值調(diào)至9，然后加入雙氧水在60°C下氧化lh， 再將剩余的堿液全部加到淀粉乳中糊化0. 5h，加鹽酸調(diào)節(jié)pH值至7后，加入1. 5份復(fù)合乳 化劑，攪拌下升溫到75°C，乳化15分鐘，得到乳化淀粉。3)將剩余的2. 5份復(fù)合乳化劑和剩余98. 7份去離子水加到接枝單體中，攪拌乳化 30分鐘，得到預(yù)乳液，備用；4)將預(yù)乳液和十分之九的引發(fā)劑溶液同時滴加到乳化淀粉中，在78°C下乳液接 枝聚合反應(yīng)2h，滴完后，升溫至85°C，再加入剩余的引發(fā)劑溶液，保溫0. 5h后降溫至50°C， 加氨水，調(diào)PH值至6，攪拌下依次加入尿素、甘油、苯甲酸鈉和磷酸三丁酯，然后降溫至室 溫，出料包裝。
所得產(chǎn)品外觀乳白有光澤，干強(qiáng)度為6. 94MPa，濕強(qiáng)度為3. 46MPa。 實(shí)施例2
木材用膠黏劑，它的組分及其重量份數(shù)為
木薯淀粉 去離子水 次氯酸鈉 氫氧化鈉 接枝單體
100份 380份 20份 8份
100份(其中；醋酸乙烯酯35份、丙烯酸丁酯55份、丙烯酸5 份、N-羥甲基丙烯酰胺5份)復(fù)合乳化劑 4份(其中十二烷基苯磺酸鈉2份、NP-102份)過硫酸銨2份亞硫酸氫鈉0. 6份尿素15份鄰苯二甲酸丁酯5份山梨酸鉀0.3份辛醇1份制備工藝如下1)按重量份數(shù)取各組分，用72份去離子水將氫氧化鈉配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的 堿液；用14. 7份去離子水將過硫酸銨和亞硫酸氫鈉配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的引發(fā)劑溶液； 用200份去離子水將淀粉配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33. 3%的淀粉乳。2)用步驟1)的堿液將淀粉乳的PH值調(diào)至10，然后加入雙氧水在60°C下氧化 0. 5h，再將剩余的堿液全部加到淀粉乳中糊化lh，加鹽酸調(diào)節(jié)pH值至6后，加入2份復(fù)合乳 化劑，攪拌下升溫到79°C，乳化15分鐘，得到乳化淀粉。3)將剩余的2份復(fù)合乳化劑和剩余93. 3份去離子水加到接枝單體中，攪拌乳化 20分鐘，得到預(yù)乳液，備用；
4)將預(yù)乳液和十分之九的引發(fā)劑溶液同時滴加到乳化淀粉中，在79°C下乳液接 枝聚合反應(yīng)2. 5h，滴完后，升溫至88°C，再加入剩余的引發(fā)劑溶液，保溫0. 5h后降溫至 500C，加氨水，調(diào)pH值至6，攪拌下依次加入尿素、鄰苯二甲酸丁酯、山梨酸鉀和辛醇，然后 降溫至室溫，出料包裝。所得產(chǎn)品外觀乳白有光澤，干強(qiáng)度為7. 42MPa，濕強(qiáng)度為4. 06MPa。
權(quán)利要求
一種木材用膠黏劑，其特征是它的組分及其重量份數(shù)為淀粉 100份去離子水 300 500份氧化劑5 30份氫氧化鈉 5 15份接枝單體 80 150份復(fù)合乳化劑3 9份過硫酸鹽 1 3份亞硫酸氫鈉0.3 1.5份尿素 10 40份增塑劑5 10份防腐劑0.1 1份消泡劑1 3份。
2.按照權(quán)利要求1所述的木材用膠黏劑，其特征是淀粉為玉米淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯 淀粉或甘薯淀粉。
3.按照權(quán)利要求1所述的木材用膠黏劑，其特征是氧化劑為雙氧水、次氯酸鈉或高錳 酸鉀。
4.按照制備權(quán)利要求1所述的木材用膠黏劑，其特征是接枝單體為醋酸乙烯酯、丙烯 酸丁酯、丙烯酸、丙烯酰胺和N-羥甲基丙烯酰胺的一種或幾種。
5.按照制備權(quán)利要求1所述的木材用膠黏劑，其特征是復(fù)合乳化劑為陰非離子復(fù)配乳 化劑。
6.按照制備權(quán)利要求5所述的木材用膠黏劑，其特征是陰非離子復(fù)配乳化劑為十二烷 基磺酸鈉和0P-10按質(zhì)量比2 1 1 2配制的復(fù)配乳化劑、十二烷基硫酸鈉和0P-7按 質(zhì)量比2 1 1 2配制的復(fù)配乳化劑或十二烷基苯磺酸鈉和NP-10按質(zhì)量比2 1 12配制的復(fù)配乳化劑。
7.按照制備權(quán)利要求1所述的木材用膠黏劑，其特征是過硫酸鹽為過硫酸銨、過硫酸 鉀或者兩者按照任意比例的混合物。
8.按照制備權(quán)利要求1所述的木材用膠黏劑，其特征是增塑劑為甘油或鄰苯二甲酸酯 類；防腐劑為苯甲酸鈉或山梨酸鉀；消泡劑為磷酸三丁酯或辛醇。
9.制備權(quán)利要求1所述的木材用膠黏劑的方法，其特征是步驟如下1)按重量份數(shù)取各組分，用去離子水分別將氫氧化鈉配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的堿 液；將過硫酸鹽和亞硫酸氫鈉配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的引發(fā)劑溶液；淀粉配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 30-40%的淀粉乳。2)用步驟1)的堿液將淀粉乳的pH值調(diào)至9-10，然后加入氧化劑在60-70°C下氧化 0. 5h-2h，再將剩余的堿液全部加到淀粉乳中糊化0. 5h-lh，調(diào)節(jié)pH值至6-8后，加入復(fù)合乳 化劑，復(fù)合乳化劑的用量為總份數(shù)的三分之一到二分之一，攪拌下升溫到70°C _80°C，乳化 10-30分鐘，得到乳化淀粉。3)將剩余的復(fù)合乳化劑和剩余去離子水加到接枝單體中，攪拌乳化30-60分鐘，得到 預(yù)乳液，備用；4)將預(yù)乳液和十分之九的引發(fā)劑溶液同時滴加到乳化淀粉中，在70°C -80°C下乳液接 枝聚合反應(yīng)2h-3h，滴完后，升溫至80°C -90°C，再加入剩余的引發(fā)劑溶液，保溫0. 5h-lh后 降溫至40-50°C，調(diào)pH值至6-7，攪拌下依次加入尿素、增塑劑、防腐劑和消泡劑，然后降溫 至室溫，出料包裝。
全文摘要
本發(fā)明公開的木材用膠黏劑，其組分及其重量份數(shù)為淀粉100份，去離子水300-500份，氧化劑5-30份，氫氧化鈉5-15份，接枝單體80-150份，復(fù)合乳化劑3-9份，過硫酸鹽1-3份，亞硫酸氫鈉0.3-1.5份，尿素10-40份，增塑劑5-10份，防腐劑0.1-1份，消泡劑1-3份。將淀粉經(jīng)過氧化、糊化、乳化后，與接枝單體的預(yù)乳液接枝共聚，再與尿素、增塑劑、防腐劑和消泡劑共混制得。本發(fā)明的木材用膠黏劑與木材用白乳膠相比，粘結(jié)強(qiáng)度、耐水性、穩(wěn)定性均較好，并且成本低廉、環(huán)保，能夠廣泛應(yīng)用于木材拼裝，人造板等領(lǐng)域。
文檔編號C09J151/02GK101892024SQ201010218379
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者曹清華, 沈烈, 王方權(quán), 賈偉燦 申請人:浙江大學(xué)