淀粉基木材膠黏劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于精細(xì)化學(xué)品技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種淀粉基木材膠黏劑及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 木材膠粘劑品種繁多，性能各異，涉及面較廣，給分類工作帶來諸多不便，盡管分 類方法很多，但都各有其不足之處。膠粘劑的主導(dǎo)品種是脲醛樹脂膠，它與酚醛樹脂膠，三 聚氰胺-甲醛樹脂膠并稱為人造板工業(yè)用三大膠，然而，源于石油的三醛膠在生產(chǎn)和使用 時(shí)由于會(huì)釋放對(duì)人體有害的游離苯酚、甲醛會(huì)給環(huán)境和群眾身體帶來惡劣影響；尤其在室 內(nèi)裝修和家具板材中，因?yàn)榧兹┎⒉煌耆s聚，關(guān)鍵是固化樹脂因水解或者分解釋放出游 離甲醛，逐步向周圍散發(fā)而造成室內(nèi)環(huán)境污染。而且石油基膠黏劑制品屬于非生物可降解 材料，長(zhǎng)期大量使用會(huì)形成廢物堆積和環(huán)境惡化，這些問題逐漸受到了大家的關(guān)注。隨著 全球石油資源的日益減少，石油化工產(chǎn)品價(jià)格持續(xù)攀升，加之環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，人們把更 多的目光的投向了豐富且可再生的生物質(zhì)資源。
[0003] 淀粉是植物通過光合作用合成的一種天然高分子化合物，是植物中糖類的主要儲(chǔ) 存形式，主要儲(chǔ)存在種子、塊莖、果實(shí)、根部和葉子中。淀粉具有天然的多晶體系，根據(jù)顆粒 內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同可分為結(jié)晶區(qū)和無定型區(qū)。根據(jù)分子結(jié)構(gòu)不同可分為支鏈淀粉和支鏈淀粉， 大分子量的支鏈淀粉常常穿插于結(jié)晶區(qū)和無定形區(qū)，故兩部分的區(qū)分又不十分明顯。淀粉 在自然界中分布十分廣泛，是應(yīng)用較廣的可再生生物質(zhì)資源。淀粉膠黏劑具有原料易得、價(jià) 格低廉、無毒無害、可生物降解、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。在木材膠黏劑領(lǐng)域，以淀粉為主要原 料，采用綠色化學(xué)新工藝、開發(fā)經(jīng)濟(jì)高性能淀粉基木材膠黏劑將成為今后研宄的重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種淀粉基木材膠黏劑及其制備方法，以豐富且可再生的淀粉為原 料，通過交聯(lián)，接枝共聚等改性手段，提高膠粘劑的膠合強(qiáng)度、耐水性能、儲(chǔ)存穩(wěn)定性能。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)手段為： 淀粉基木材膠黏劑，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：淀粉30~40份，果糖8~15份，丙烯 酸丁酯5~8份，醋酸乙烯酯2~5份，尿素1~4份，丙酮3~5份，丙烯酸乙酯2~4份，異氰酸 酯1~3份，氫氧化鈉1~4份，甲基異丁基酮1~3份，鄰苯二甲酸二辛酯1~3份，糠醛2~4份， 十二烷基硫酸鈉1~3份，穩(wěn)定劑1~2份，分散劑1~2. 2份，水40~60份。
[0006] 所述穩(wěn)定劑為二甲基苯胺或者乙二胺。
[0007] 所述分散劑為硬脂酸單甘油酯或者三硬脂酸甘油酯。
[0008] 所述的淀粉基木材膠黏劑，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：淀粉35份，果糖12份， 丙烯酸丁酯6. 5份，醋酸乙烯酯3. 5份，尿素2. 5份，丙酮4份，丙烯酸乙酯3份，異氰酸 酯2份，氫氧化鈉2. 5份，甲基異丁基酮2份，鄰苯二甲酸二辛酯2份，糠醛3份，十二烷基 硫酸鈉2份，穩(wěn)定劑1. 5份，分散劑1. 6份，水50份。
[0009] 所述淀粉基木材膠黏劑的制備方法，包括如下步驟： 1) 、將淀粉與水混合，然后加入氫氧化鈉，攪拌均勻，加入丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、 丙烯酸乙酯、異氰酸酯、鄰苯二甲酸二辛酯和糠醛進(jìn)行接枝改性，升溫至120~140°C，以 110~130rpm的轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)40~60min ; 2) 向步驟1)的溶液中加入剩余組分，以120~140rpm的轉(zhuǎn)速攪拌，得到淀粉基木材膠 黏劑。
[0010] 步驟1)中升溫至130°c，攪拌轉(zhuǎn)速為120rpm，攪拌時(shí)間為45min。
[0011] 步驟2)中攪拌轉(zhuǎn)速為130rpm。
[0012] 有益效果： 本發(fā)明提供的淀粉基木材膠黏劑，以豐富且可再生的淀粉為原料，通過交聯(lián)，接枝共聚 等改性手段，提高膠粘劑的膠合強(qiáng)度、耐水性能、儲(chǔ)存穩(wěn)定性能。所制的膠黏劑各項(xiàng)指標(biāo)達(dá) 到GB/T 9846-2004標(biāo)準(zhǔn)要求，可廣泛應(yīng)用于膠合板、人造板、纖維素板的生產(chǎn)粘接；并且 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化推廣。制備方法簡(jiǎn)單。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 實(shí)施例1 淀粉基木材膠黏劑，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：淀粉30份，果糖8份，丙烯酸丁酯 5份，醋酸乙烯酯2份，尿素1份，丙酮3份，丙烯酸乙酯2份，異氰酸酯1份，氫氧化鈉1 份，甲基異丁基酮1份，鄰苯二甲酸二辛酯1份，糠醛2份，十二烷基硫酸鈉1份，穩(wěn)定劑二 甲基苯胺1份，分散劑硬脂酸單甘油酯1份，水40份。
[0014] 制備方法，包括如下步驟： 1) 、將淀粉與水混合，然后加入氫氧化鈉，攪拌均勻，加入丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙 烯酸乙酯、異氰酸酯、鄰苯二甲酸二辛酯和糠醛進(jìn)行接枝改性，升溫至130°c，以120rpm的 轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)45min ; 2) 向步驟1)的溶液中加入剩余組分，以130rpm的轉(zhuǎn)速攪拌，得到淀粉基木材膠黏劑。
[0015] 實(shí)施例2 淀粉基木材膠黏劑，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：淀粉40份，果糖15份，丙烯酸丁酯 8份，醋酸乙烯酯5份，尿素4份，丙酮5份，丙烯酸乙酯4份，異氰酸酯3份，氫氧化鈉4 份，甲基異丁基酮3份，鄰苯二甲酸二辛酯3份，糠醛4份，十二烷基硫酸鈉3份，穩(wěn)定劑乙 二胺2份，分散劑三硬脂酸甘油酯2. 2份，水60份。
[0016] 制備方法，包括如下步驟： 1) 、將淀粉與水混合，然后加入氫氧化鈉，攪拌均勻，加入丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙 烯酸乙酯、異氰酸酯、鄰苯二甲酸二辛酯和糠醛進(jìn)行接枝改性，升溫至130°c，以120rpm的 轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)45min ; 2) 向步驟1)的溶液中加入剩余組分，以130rpm的轉(zhuǎn)速攪拌，得到淀粉基木材膠黏劑。 [0017] 實(shí)施例3 淀粉基木材膠黏劑，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：淀粉35份，果糖12份，丙烯酸丁酯 6. 5份，醋酸乙烯酯3. 5份，尿素2. 5份，丙酮4份，丙烯酸乙酯3份，異氰酸酯2份，氫氧 化鈉2. 5份，甲基異丁基酮2份，鄰苯二甲酸二辛酯2份，糠醛3份，十二烷基硫酸鈉2份， 穩(wěn)定劑乙二胺I. 5份，分散劑硬脂酸單甘油酯I. 6份，水50份。
[0018] 制備方法，包括如下步驟： 1) 、將淀粉與水混合，然后加入氫氧化鈉，攪拌均勻，加入丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙 烯酸乙酯、異氰酸酯、鄰苯二甲酸二辛酯和糠醛進(jìn)行接枝改性，升溫至130°c，以120rpm的 轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)45min ; 2) 向步驟1)的溶液中加入剩余組分，以130rpm的轉(zhuǎn)速攪拌，得到淀粉基木材膠黏劑。
[0019] 對(duì)實(shí)施例1~3的淀粉基木材膠黏劑進(jìn)行性能測(cè)試，以未改性的作為對(duì)照，依照GB/ T14074. 10-2006 (《木材膠黏劑及其樹脂檢測(cè)方法》第十部分：膠合強(qiáng)度和內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度測(cè)定） 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定膠黏劑的膠合強(qiáng)度； 耐水性能測(cè)試：將試件在（20±2) °C，相對(duì)濕度（65±5) %條件下固化3d后放置恒 重，浸置于60±3°C溫水中，記錄試件從開始浸入到開膠時(shí)間作為耐水時(shí)間。
[0020] 儲(chǔ)存穩(wěn)定性能測(cè)試：按照GB/T14074. 9-2006 (《木材膠黏劑及其樹脂檢測(cè)方法》第 九部分：儲(chǔ)存穩(wěn)定性測(cè)定）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。
[0021] 黏度測(cè)定：在室溫為20°C~25°C溫度下，利用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)對(duì)膠黏劑樣品進(jìn)行黏 度測(cè)定，單位：mPa*s。
[0022] 交聯(lián)度測(cè)定：本測(cè)試?yán)贸两刁w積來標(biāo)示交聯(lián)度。方法如下：用電子天平稱取 〇.5g樣品至于燒杯中，用蒸餾水稀釋配成2%濃度的乳液。在80~82°C條件下的恒溫水 鍋域中保溫?cái)嚢?min，取出冷卻至25°C左右。在兩支離心管中分別裝入IOmL的乳液， 在高速離心機(jī)上以4000r/min的轉(zhuǎn)速離心2min，取出分離上清液，讀出上清液的體積V (mL)，計(jì)算沉降體積為10-V，數(shù)值越小，說明交聯(lián)度越高。測(cè)試結(jié)果見表1 :_
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 淀粉基木材膠黏劑，其特征在于組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：淀粉30~40份，果糖 8~15份，丙烯酸丁酯5~8份，醋酸乙烯酯2~5份，尿素1~4份，丙酮3~5份，丙烯酸乙酯 2~4份，異氰酸酯1~3份，氫氧化鈉1~4份，甲基異丁基酮1~3份，鄰苯二甲酸二辛酯1~3 份，糠醛2~4份，十二烷基硫酸鈉1~3份，穩(wěn)定劑1~2份，分散劑1~2. 2份，水40~60份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉基木材膠黏劑，其特征在于：所述穩(wěn)定劑為二甲基苯胺 或者乙二胺。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉基木材膠黏劑，其特征在于：所述分散劑為硬脂酸單甘 油酯或者三硬脂酸甘油酯。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉基木材膠黏劑，其特征在于組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如 下：淀粉35份，果糖12份，丙烯酸丁酯6. 5份，醋酸乙烯酯3. 5份，尿素2. 5份，丙酮4份， 丙烯酸乙酯3份，異氰酸酯2份，氫氧化鈉2. 5份，甲基異丁基酮2份，鄰苯二甲酸二辛酯 2份，糠醛3份，十二烷基硫酸鈉2份，穩(wěn)定劑1. 5份，分散劑1. 6份，水50份。5. 權(quán)利要求1所述淀粉基木材膠黏劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟： 1) 、將淀粉與水混合，然后加入氫氧化鈉，攪拌均勻，加入丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、 丙烯酸乙酯、異氰酸酯、鄰苯二甲酸二辛酯和糠醛進(jìn)行接枝改性，升溫至120~140°C，以 110~130rpm的轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)40~60min ; 2) 向步驟1)的溶液中加入剩余組分，以120~140rpm的轉(zhuǎn)速攪拌，得到淀粉基木材膠 黏劑。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述淀粉基木材膠黏劑的制備方法，其特征在于：步驟1)中升溫至 130°C，攪拌轉(zhuǎn)速為120rpm，攪拌時(shí)間為45min。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述淀粉基木材膠黏劑的制備方法，其特征在于：步驟2)中攪拌轉(zhuǎn) 速為 130rpm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種淀粉基木材膠黏劑及其制備方法，淀粉30~40份，果糖8~15份，丙烯酸丁酯5~8份，醋酸乙烯酯2~5份，尿素1~4份，丙酮3~5份，丙烯酸乙酯2~4份，異氰酸酯1~3份，氫氧化鈉 1~4份，甲基異丁基酮1~3份，鄰苯二甲酸二辛酯1~3份，糠醛2~4份，十二烷基硫酸鈉1~3份，穩(wěn)定劑1~2份，分散劑1~2.2份，水40~60份。以豐富且可再生的淀粉為原料，通過交聯(lián)，接枝共聚等改性手段，提高膠粘劑的膠合強(qiáng)度、耐水性能、儲(chǔ)存穩(wěn)定性能。
【IPC分類】C08F220/18, C09J151/02, C08J3/24, C08F218/08, C09J11/06, C08F251/00
【公開號(hào)】CN104946176
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510344521
【發(fā)明人】夏戊君, 金可心, 凌云, 凌天陽
【申請(qǐng)人】蘇州佑君環(huán)境科技有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年6月19日