淀粉基木材胶黏剂及其制备方法

淀粉基木材胶黏剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于精细化学品技术领域，具体涉及一种淀粉基木材胶黏剂及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 木材胶粘剂品种繁多，性能各异，涉及面较广，给分类工作带来诸多不便，尽管分 类方法很多，但都各有其不足之处。胶粘剂的主导品种是脲醛树脂胶，它与酚醛树脂胶，三 聚氰胺-甲醛树脂胶并称为人造板工业用三大胶，然而，源于石油的三醛胶在生产和使用 时由于会释放对人体有害的游离苯酚、甲醛会给环境和群众身体带来恶劣影响；尤其在室 内装修和家具板材中，因为甲醛并不完全缩聚，关键是固化树脂因水解或者分解释放出游 离甲醛，逐步向周围散发而造成室内环境污染。而且石油基胶黏剂制品属于非生物可降解 材料，长期大量使用会形成废物堆积和环境恶化，这些问题逐渐受到了大家的关注。随着 全球石油资源的日益减少，石油化工产品价格持续攀升，加之环保意识的增强，人们把更 多的目光的投向了丰富且可再生的生物质资源。
[0003] 淀粉是植物通过光合作用合成的一种天然高分子化合物，是植物中糖类的主要储 存形式，主要储存在种子、块茎、果实、根部和叶子中。淀粉具有天然的多晶体系，根据颗粒 内部结构不同可分为结晶区和无定型区。根据分子结构不同可分为支链淀粉和支链淀粉， 大分子量的支链淀粉常常穿插于结晶区和无定形区，故两部分的区分又不十分明显。淀粉 在自然界中分布十分广泛，是应用较广的可再生生物质资源。淀粉胶黏剂具有原料易得、价 格低廉、无毒无害、可生物降解、对环境友好等优点。在木材胶黏剂领域，以淀粉为主要原 料，采用绿色化学新工艺、开发经济高性能淀粉基木材胶黏剂将成为今后研宄的重点。

【发明内容】

[0004] 本发明提供一种淀粉基木材胶黏剂及其制备方法，以丰富且可再生的淀粉为原 料，通过交联，接枝共聚等改性手段，提高胶粘剂的胶合强度、耐水性能、储存稳定性能。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采取的技术手段为： 淀粉基木材胶黏剂，组分及各组分质量份数如下：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，异氰酸 酯1~3份，氢氧化钠1~4份，甲基异丁基酮1~3份，邻苯二甲酸二辛酯1~3份，糠醛2~4份， 十二烷基硫酸钠1~3份，稳定剂1~2份，分散剂1~2. 2份，水40~60份。
[0006] 所述稳定剂为二甲基苯胺或者乙二胺。
[0007] 所述分散剂为硬脂酸单甘油酯或者三硬脂酸甘油酯。
[0008] 所述的淀粉基木材胶黏剂，组分及各组分质量份数如下：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，异氰酸 酯2份，氢氧化钠2. 5份，甲基异丁基酮2份，邻苯二甲酸二辛酯2份，糠醛3份，十二烷基 硫酸钠2份，稳定剂1. 5份，分散剂1. 6份，水50份。
[0009] 所述淀粉基木材胶黏剂的制备方法，包括如下步骤： 1) 、将淀粉与水混合，然后加入氢氧化钠，搅拌均匀，加入丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、 丙烯酸乙酯、异氰酸酯、邻苯二甲酸二辛酯和糠醛进行接枝改性，升温至120~140°C，以 110~130rpm的转速搅拌反应40~60min ; 2) 向步骤1)的溶液中加入剩余组分，以120~140rpm的转速搅拌，得到淀粉基木材胶 黏剂。
[0010] 步骤1)中升温至130°c，搅拌转速为120rpm，搅拌时间为45min。
[0011] 步骤2)中搅拌转速为130rpm。
[0012] 有益效果： 本发明提供的淀粉基木材胶黏剂，以丰富且可再生的淀粉为原料，通过交联，接枝共聚 等改性手段，提高胶粘剂的胶合强度、耐水性能、储存稳定性能。所制的胶黏剂各项指标达 到GB/T 9846-2004标准要求，可广泛应用于胶合板、人造板、纤维素板的生产粘接；并且 生产工艺简单，易于工业化推广。制备方法简单。
【具体实施方式】
[0013] 实施例1 淀粉基木材胶黏剂，组分及各组分质量份数如下：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，异氰酸酯1份，氢氧化钠1 份，甲基异丁基酮1份，邻苯二甲酸二辛酯1份，糠醛2份，十二烷基硫酸钠1份，稳定剂二 甲基苯胺1份，分散剂硬脂酸单甘油酯1份，水40份。
[0014] 制备方法，包括如下步骤： 1) 、将淀粉与水混合，然后加入氢氧化钠，搅拌均匀，加入丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙 烯酸乙酯、异氰酸酯、邻苯二甲酸二辛酯和糠醛进行接枝改性，升温至130°c，以120rpm的 转速搅拌反应45min ; 2) 向步骤1)的溶液中加入剩余组分，以130rpm的转速搅拌，得到淀粉基木材胶黏剂。
[0015] 实施例2 淀粉基木材胶黏剂，组分及各组分质量份数如下：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，异氰酸酯3份，氢氧化钠4 份，甲基异丁基酮3份，邻苯二甲酸二辛酯3份，糠醛4份，十二烷基硫酸钠3份，稳定剂乙 二胺2份，分散剂三硬脂酸甘油酯2. 2份，水60份。
[0016] 制备方法，包括如下步骤： 1) 、将淀粉与水混合，然后加入氢氧化钠，搅拌均匀，加入丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙 烯酸乙酯、异氰酸酯、邻苯二甲酸二辛酯和糠醛进行接枝改性，升温至130°c，以120rpm的 转速搅拌反应45min ; 2) 向步骤1)的溶液中加入剩余组分，以130rpm的转速搅拌，得到淀粉基木材胶黏剂。 [0017] 实施例3 淀粉基木材胶黏剂，组分及各组分质量份数如下：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，异氰酸酯2份，氢氧 化钠2. 5份，甲基异丁基酮2份，邻苯二甲酸二辛酯2份，糠醛3份，十二烷基硫酸钠2份， 稳定剂乙二胺I. 5份，分散剂硬脂酸单甘油酯I. 6份，水50份。
[0018] 制备方法，包括如下步骤： 1) 、将淀粉与水混合，然后加入氢氧化钠，搅拌均匀，加入丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙 烯酸乙酯、异氰酸酯、邻苯二甲酸二辛酯和糠醛进行接枝改性，升温至130°c，以120rpm的 转速搅拌反应45min ; 2) 向步骤1)的溶液中加入剩余组分，以130rpm的转速搅拌，得到淀粉基木材胶黏剂。
[0019] 对实施例1~3的淀粉基木材胶黏剂进行性能测试，以未改性的作为对照，依照GB/ T14074. 10-2006 (《木材胶黏剂及其树脂检测方法》第十部分：胶合强度和内结合强度测定） 标准测定胶黏剂的胶合强度； 耐水性能测试：将试件在（20±2) °C，相对湿度（65±5) %条件下固化3d后放置恒 重，浸置于60±3°C温水中，记录试件从开始浸入到开胶时间作为耐水时间。
[0020] 储存稳定性能测试：按照GB/T14074. 9-2006 (《木材胶黏剂及其树脂检测方法》第 九部分：储存稳定性测定）标准进行测定。
[0021] 黏度测定：在室温为20°C~25°C温度下，利用旋转粘度计对胶黏剂样品进行黏 度测定，单位：mPa*s。
[0022] 交联度测定：本测试利用沉降体积来标示交联度。方法如下：用电子天平称取 〇.5g样品至于烧杯中，用蒸馏水稀释配成2%浓度的乳液。在80~82°C条件下的恒温水 锅域中保温搅拌2min，取出冷却至25°C左右。在两支离心管中分别装入IOmL的乳液， 在高速离心机上以4000r/min的转速离心2min，取出分离上清液，读出上清液的体积V (mL)，计算沉降体积为10-V，数值越小，说明交联度越高。测试结果见表1 :_
【主权项】
1. 淀粉基木材胶黏剂，其特征在于组分及各组分质量份数如下：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，异氰酸酯1~3份，氢氧化钠1~4份，甲基异丁基酮1~3份，邻苯二甲酸二辛酯1~3 份，糠醛2~4份，十二烷基硫酸钠1~3份，稳定剂1~2份，分散剂1~2. 2份，水40~60份。2. 根据权利要求1所述的淀粉基木材胶黏剂，其特征在于：所述稳定剂为二甲基苯胺 或者乙二胺。3. 根据权利要求1所述的淀粉基木材胶黏剂，其特征在于：所述分散剂为硬脂酸单甘 油酯或者三硬脂酸甘油酯。4. 根据权利要求1所述的淀粉基木材胶黏剂，其特征在于组分及各组分质量份数如 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，异氰酸酯2份，氢氧化钠2. 5份，甲基异丁基酮2份，邻苯二甲酸二辛酯 2份，糠醛3份，十二烷基硫酸钠2份，稳定剂1. 5份，分散剂1. 6份，水50份。5. 权利要求1所述淀粉基木材胶黏剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤： 1) 、将淀粉与水混合，然后加入氢氧化钠，搅拌均匀，加入丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、 丙烯酸乙酯、异氰酸酯、邻苯二甲酸二辛酯和糠醛进行接枝改性，升温至120~140°C，以 110~130rpm的转速搅拌反应40~60min ; 2) 向步骤1)的溶液中加入剩余组分，以120~140rpm的转速搅拌，得到淀粉基木材胶 黏剂。6. 根据权利要求5所述淀粉基木材胶黏剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中升温至 130°C，搅拌转速为120rpm，搅拌时间为45min。7. 根据权利要求5所述淀粉基木材胶黏剂的制备方法，其特征在于：步骤2)中搅拌转 速为 130rpm。
【专利摘要】本发明公开了一种淀粉基木材胶黏剂及其制备方法，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，异氰酸酯1~3份，氢氧化钠 1~4份，甲基异丁基酮1~3份，邻苯二甲酸二辛酯1~3份，糠醛2~4份，十二烷基硫酸钠1~3份，稳定剂1~2份，分散剂1~2.2份，水40~60份。以丰富且可再生的淀粉为原料，通过交联，接枝共聚等改性手段，提高胶粘剂的胶合强度、耐水性能、储存稳定性能。
【IPC分类】C08F220/18, C09J151/02, C08J3/24, C08F218/08, C09J11/06, C08F251/00
【公开号】CN104946176
【申请号】CN201510344521
【发明人】夏戊君, 金可心, 凌云, 凌天阳
【申请人】苏州佑君环境科技有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月19日