本发明属于一种木制多层板水性粘合剂及其制备方法，更具体地，本发明涉及木制细木工板、多层胶合板、密度板、刨花板的水性粘合剂及其制备方法。
背景技术：
目前，有利于环境发展的粘结剂在生产中日益占据重要的位置。首先，国家的环保法规更加完善；其次，随着科技的发展，出现了很多具有高品质、高性能的粘结剂，其材料来源广、易制备，成为研究的热点和市场又一呈上升趋势的利润点，逐步在粘结剂市场受到更多的青睐。动物胶是天然化合物，成本低，水溶性能好、无毒无害、对人体的健康没有危害造成污染。另外，人们的生活水平不断提高，环境维护意识高涨，居住环境不断改善，家里的装修也越来越漂亮，要求也越来越高，对家装中所用的材料要求越来越环保，特别是在木制细木工板、多层胶合板、密度板、刨花板等方面，制作加工时所用的粘合剂对环保要求更高。动物皮胶为主要成分的水性粘合剂具有无污染物、无三废、无刺激性气味、无毒、施工容易、粘附性强、阻燃性高、耐候性强、耐老化，并且避免了普通粘合剂中的甲醛隐患，是一种无毒环保的粘合剂。但是动物胶因为耐水性和工艺使用性能较差,约束其在木材工业的广泛应用针对上述问题，现亟需一种木制多层板水性粘合剂，来解决动物皮胶水耐水性的缺点。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种木制多层板水性粘合剂，按重量份计算，至少包括：动物皮胶10～16凹凸棒石陶土粉20～30四硼酸钠0.3～1.2水溶液50～70,其中，凹凸棒石陶土粉为10～20重量份凹凸棒石粘土与10～15重量份陶土粉经酸化、共混、晾晒及研磨得到；水溶液为水与甲醇混合溶液、水与乙醇的混合溶液中一种或多种。在一种实施方式中，所述木制多层板水性粘合剂还含有1～5重量份配位化合物[M(C5H4NCOO)2]·4H2O，其中，M为Ni、Cu、Fe中一种或多种。在一种实施方式中，所述配位化合物[M(C5H4NCOO)2]·4H2O中[Ni(C5H4NCOO)2]·4H2O与[Cu(C5H4NCOO)2]·4H2O、[Fe(C5H4NCOO)2]·4H2O之间的摩尔比为（0.05～0.2）：（0.1～0.6）：1。在一种实施方式中，所述配位化合物[M(C5H4NCOO)2]·4H2O中[Ni(C5H4NCOO)2]·4H2O与[Cu(C5H4NCOO)2]·4H2O、[Fe(C5H4NCOO)2]·4H2O之间的摩尔比为（0.1～0.18）：（0.1～0.42）：1。在一种实施方式中，所述木制多层板水性粘合剂还含有表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中一种或两种，其中，按重量份计算，表面活性剂为1～5重量份。在一种实施方式中，所述动物皮胶来源于猪皮、牛皮、骡皮、马皮、羊皮、兔皮中一种或多种皮制胶。在一种实施方式中，所述动物皮胶中猪皮胶、牛皮胶、羊皮胶、与马皮胶的质量分数比例为（30～45）：（40～60）：（0～5）：1。在一种实施方式中，所述动物皮胶的冻力值为50～520g。在一种实施方式中，所述凹凸棒石陶土粉的粒径为1～15μm。本发明的另一方面提供一种木制多层板水性粘合剂的制备方法，包括以下步骤：（1）按重量份将动物皮胶浸泡于水溶液中；（2）将步骤（1）中的动物皮胶及水溶液加入到加热容器中，升温至70℃；（3）待步骤（2）中动物皮胶完全溶解于水溶液中，按重量份缓慢依次加入凹凸棒石陶土粉、四硼酸钠、配位化合物[M(C5H4NCOO)2]·4H2O、表面活性剂，搅拌至固体全部化开融合；（4）将步骤（3）中的反应液降温至室温，即得木制多层板水性粘合剂。参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。具体实施方式参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。“聚合物”意指通过聚合相同或不同类型的单体所制备的聚合化合物。通用术语“聚合物”包含术语“均聚物”、“共聚物”、“三元共聚物”与“共聚体”。“共聚体”意指通过聚合至少两种不同单体制备的聚合物。通用术语“共聚体”包括术语“共聚物”(其一般用以指由两种不同单体制备的聚合物)与术语“三元共聚物”(其一般用以指由三种不同单体制备的聚合物)。其亦包含通过聚合更多种单体而制造的聚合物。“共混物”意指两种或两种以上聚合物通过物理的或化学的方法共同混合而形成的聚合物。本发明的一个方面提供一种木制多层板水性粘合剂，按重量份计算，至少包括：动物皮胶10～16凹凸棒石陶土粉20～30四硼酸钠0.3～1.2水溶液50～70,其中，凹凸棒石陶土粉为10～20重量份凹凸棒石粘土与10～15重量份陶土粉经酸化、共混、晾晒及研磨得到；水溶液为水与甲醇混合溶液、水与乙醇的混合溶液中一种或多种。动物皮胶胶原蛋白是细胞外基质的结构蛋白质,含有一个或几个由α-链组成的三螺旋结构,其分子在细胞外基质中聚集为超分子结构,约占胶原纤维固体物的85%,占体内蛋白质总量的25%-30%,相当于体重的6%，胶原蛋白同时也是一种多糖蛋白,含有少量的半乳糖和葡萄糖。根据提取方法或者来源不同颜色有一定差异,一般为白色和黄色，一般蛋白质含有20种氨基酸,胶原蛋白含有18种氨基酸,其中缺少了胱氨酸和色氨酸,但有一些文献中列出的胶原蛋白并不缺少这两种氨基酸,只是量少而已，因为对胶原氨基酸组成的研究会由于氨基酸的分析测定方法和水解条件对分析结果产生影响,产生的结果也不一样，其次胶原蛋白中含有大量的甘氨酸,约占总氨基酸的27%,其一级结构均为/Gly一X一Y重复序列,其中X为脯氨酸,Y为轻脯氨酸,分别占14%左右,后两种是胶原蛋白质的特有氨基酸,这两种氨基酸都是环状氨基酸,有文献认为正是由于其环状结构锁住整个胶原分子,使之很难拉开,故使胶原具有微弹性和很强的拉伸强度。胶原蛋白溶于热水后具有黏结性能。在胶原蛋白的水溶液中，其分子大小正好处于胶体粒子范围(1~100μm)，呈比较稳定的亲水胶体，这也是骨胶具有较强粘接性能的特征之一。另外，胶原蛋白分子颗粒大，在溶液中有较大的表面积，且表面上分布着各种极性和非极性基团。非极性基团易与脂溶性物质结合。而极性基团如：—NH3+、—COO-、—OH-、—CONH2等易于与水溶性物质结合，并吸附水分子使胶原蛋白分子颗粒外面形成一层水膜，使蛋白质颗粒彼此不能靠近、不会聚集成大颗粒。同时，胶原蛋白分子颗粒在非等电状态时带有相同电荷，使分子之间相互排斥，保持一定距离，而不是互相沉淀。将动物皮胶水溶液涂布于木材表面后，通过组合前水蒸发，胶原蛋白分子渗透到木纤维的多孔性基材中，再通过吸水基质吸收的方式，骨胶自身分子与木材界面间形成氢键，形成“胶钉”而达到粘合。动物胶是一种胶原蛋白水解以后得到的产物，它是由多个α-氨基酸小分子经过脱水缩合以后所形成的长链结构的大分子化合物，动物胶分子是由一端为羧基，一端为氨基的简单多肽链相互缔合组成，是一种相对分子质量很大的多肽，其中含有许多相似分子，但这些相似分子的相对分子质量却相差很大，是这些相似分子相互混合在一起组成的分散体系。水溶性非常好是动物胶的一大特点，水温在30℃以上时动物胶可以充分溶解其中，主要由高分子化合物组成，里面含有大量的氨基酸，动物胶还具有非常不错的强度以及较高的韧性。不过，如果温度较低时，动物胶的流动性逐渐消失，出现凝胶现象。动物胶的粘结性能较高是由于按尺寸计算其分子属于胶体粒子。动物胶的水溶液表现为两种电性性质，和其它种类的氨基酸物质相近。以明胶为例，在含有较高的氢离子浓度的溶液中，明胶分子被这种介质包围，氨基与H+形成-NH3+基团，使整个分子带正电荷。面在氢离子浓度较低时，-COOH被告电离成-COO-，合整个分子带负电荷。如果氢离子的含量到达一定程度时，明胶分子水溶液不会有任何电性，这个时候的PH值大小是明胶的等电点。明胶的等电点一般在PH=4.7~5.2之间。明胶的等电点对很多性质都与其的等电值大小相关，比如其溶解度，溶胀性和粘度，并且如果达到其等电点值时，它们都会是表现的很弱，几乎是最小值。工业用的动物胶的粘度范围很广，随各个品级而异，按需要选择。确定动物胶品级的主要依据，是最高到最低粘度值范围及胶冻机械性能。其水解程度就制约着动物胶的这两种性能。动物胶只溶于水这一特点，使它的薄膜成为良好的阻碍油脂及蜡浸入的掩蔽物。若用丹定酸处理动物胶，可制成防水性薄膜。动物胶薄膜有较好的吸湿性，将干燥薄膜放在湿干燥器中（下部可放水），平衡吸湿率可达40%。薄膜放入冷水中，可以吸收水分600%左右。薄膜可用甲醇、乙醇、甘油等增塑，伸长性能有一定改善。目前，制约动物胶粘结剂应用于铸造领域的最突出问题是其在常温下凝胶。从分子角度分析动物胶的凝胶问题形成的原因主要是其分子内部活性基团脱水反应。动物胶的分子内含有大量的-NH2和-COOH官能团，这些官能团再水溶液中相互脱水缔合在一起，形成一个不溶性网状的固体点阵而出现凝胶现象。如果想解决凝胶问题，主要问题在于将蛋白质分子链间所形成的缔合破坏掉。动物胶分子中的羧基（-COOH）结构过多，就容易使分子之间相互吸附、脱水缩合出现凝胶，导致其粘结性降低；动物胶的分子结构中-COOH过少时，粘结剂不能很好地与型砂相互吸附在一起，导致砂型的强度低。分子量比较小时，分子之间的作用力也较低，粘结性能较差；分子量过大时，动物胶分子内部的粘结强度很高，与其他材料的粘结力不足。通过向动物皮胶中加入可以保持以粉状形态随意流动，并且能够吸收自身质量100-500倍的水量的液相固化剂或者硅酸盐等物质，实现长时间保持动物胶韧性，并使得动物皮胶具有很高的粘结强度，能够在短时间能迅速干燥的目的。比表面积很大的硅酸盐的加入能够让片状动物皮胶的吸附能力得到很大的提高，而且动物皮胶可以由流动态变成干态，使得动物皮胶干燥时间缩短、韧性增强。共混方法改性：把许多的不能互相发生反应的物质和动物胶溶液混合在一起，增大或减小其分子中原有的化学组分，最后完成改善其综合性能的目的。动物胶易被微生物侵蚀，使蛋白质分解，粘度下降，粘附性丧失。在使用时应注意防腐。如果动物胶的水溶液在35度至45度之间的环境下，其内部的微生物能很快的繁衍生长。四硼酸钠，或称硼砂，分子式Na2B4O7.10H2O，硼砂是无色晶体，在空气中风化，硼砂有广泛的用途，可用作清洁剂、化妆品、杀虫剂，也可用于配置缓冲溶液和制取其他硼化合物等。动物皮胶的制备方法如下：（1）刮皮：将表皮上的毛用刮刀轻轻刮净，或用烙铁烫掉，然后反铺，再将里面的油脂、余肉、血块彻底刮去；（2）浸泡：把刮净的皮先用自来水冲洗一下，再用优质生石灰水浸泡(生石灰要用自来水化开，水与生石灰重量比例为5：1，搅拌均匀)，皮与生石灰重量比例为10：1，浸泡时间：24h；浸泡温度：20～30℃；搅拌翻动，猪皮以泡胀发软为浸泡好；（3）浸皮：将浸泡好的皮用自来水冲洗(或热水冲刷)干净，再泡入清水中，然后慢慢加入适量盐酸，边加边搅拌，调节检验液体pH值为中性(即pH值为7左右)时停止加盐酸，再用干净的自来水冲洗，直至皮发软并虚绵;（4）蒸皮：将皮放入高压容器中进行蒸皮，蒸皮4h；（4）制胶：把蒸好的皮趁热迅速放入钢磨或石磨粉碎成浆，随磨随过滤(筛子用180~200目细网)，加入3%的双氧水...