[发明专利]一种无醛粘合剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无醛粘合剂及其制备方法，属于精细化工领域。

背景技术

我国木材工业经过10多年的快速发展，近几年来，已成为世界人造板生产第一大国，木材胶粘剂产量已排名世界第一位。2009年人造板生产规模超过一亿m³，年产总值上千亿；年耗胶量达300多万吨，产值过百亿。占市场绝对主体的人造板是使用脲醛树脂胶、酚醛树脂胶和三聚氰胺-甲醛树脂胶制造的，而此类胶粘剂及其胶接制品的甲醛释放量一直是最大的问题。随着人们环保意识的增强和国家环保法规的健全，木材胶粘剂及其胶接制品的环境污染问题越发的突出，所以说要想完全避免游离甲醛的产生，最好使用无甲醛粘合剂生产这类产品。

国内外企业研制或生产的无醛粘合剂基本上都是水性聚合物-异氰酸酯的双组份系列粘合剂，即将PVAC乳液以及改性树脂和碳酸钙等填料混合为主剂，与固化剂异氰酸酯按一定比例配合使用。比如《中国粘合剂》2000(4)所报道的乙烯基乳液-异氰酸酯的无甲醛木材粘合剂；《中国粘合剂》2000(5)所报道的实木地板用无醛胶粘剂研究则是提出将PVA水溶液、橡胶乳液、改性淀粉、碳酸钙、氧化锌和硼砂等组成主剂，再通过与异氰酸酯交联从而构成无甲醛粘合剂。还有像美国的国民淀粉公司销售的EES-18、瑞士泰诺公司销售的PS-A和日本的鹿牌胶等。所有国外的这些粘合剂，都是以醋酸乙烯脂为主要原料合成的树脂作为主剂，再用异氰酸脂为固化剂的水性粘合剂。这一类粘合剂由于所用的主剂都是由多种高分子聚合物组成的，起有效成分一般都在30-60％之间，近两年来随着石化原料的上涨，这些粘合剂的售价越来越高。另外由于固含量较高，这类粘合剂的粘度都很高，因此生产时存在粘合剂的粘度偏大，流动性差，手刷和机滚均有难度；活性期短(小于1小时)，应用不方便，影响生产效率等。由于以上原因所生产人造板的检测合格率尚无法达到厂家满意的程度。

美国专利4801631报道了利用可溶性水解淀粉作为主剂在使用时加入适量的面粉并混合15-30％的异氰酸酯作为生产多层板的无醛粘合剂。该方法看似简单，实际上不能形成产品销售。为了达到人造板所需要的质量标准，所使用的异氰酸酯的量在15-30％之间。不但使用成本较高，产品的使用寿命短，不足半小时(虽然号称可达到1-2小时)，而且施胶工艺不利于企业的生产。《木材工业》2006，20(6)报道了利用玉米淀粉为原料制备API(水性聚合物-异氰酸酯)胶主剂的研究，讲述通过向改性淀粉乳液中加入VEA乳液及其他高分子聚合物的方法形成API粘合剂的主剂，在应用时复配约10％的异氰酸酯就可以生产出合格的多层板。这种技术虽然是讲用淀粉作为主剂，实际上为了达到合格的粘接强度和必要的使用寿命，添加高分子聚合物的量大于淀粉的含量，因此成本上还是较高，而且产品的贮存期较短，到目前为止这类产品在市场上还是未见有销售。

虽然也有一些是单组分的产品。比如《现代化工》报道了日本NK公司利用低聚丙烯酸酯、PVAC乳液、过氧化物固化剂和碳酸钙滤光剂制备的不含甲醛的生产胶合板用粘合剂。中国专利CN1712484则报道了利用醋丙共聚乳液、PVA、重质碳酸钙、无机盐、淀粉、尿素和水制备的人造板用无甲醛粘合剂。这一类粘合剂的共同之处就是为了保证使用此类粘合剂所生产出的人造板能达到国标所规定的标准，除了使用了大量的高分子聚合物之外，还加入了较多的无机或有机类的填料。无机类的填料多是碳酸钙，有机类的填料多是改性淀粉。因此价格较前面所述的双组份粘合剂更高。可能由于使用此类粘合剂生产的人造板质量难得到保证，或是价格较高以及生产工艺较为复杂，此类粘合剂还未见在市场上销售。

发明内容

本发明的目的是提供一种不含甲醛，价格便宜，性能稳定而且在生产上操作使用方便的粘合剂及其制备方法。

本发明所提供的粘合剂按照包括以下步骤的方法制备：

(1)用氧化剂对聚乙烯醇进行氧化处理得到氧化改性聚乙烯醇，所述聚乙烯醇的平均聚合度为1000-2500；

(2)用交联剂使所述氧化改性聚乙烯醇进行交联反应得到交联聚乙烯醇；

(3)向所述交联聚乙烯醇的溶液中加入表面活性剂和填料，搅拌均匀即得所述无醛粘合剂。

上述制备方法中，步骤(1)所述聚乙烯醇的平均聚合度具体可为1700-1850或2000-2150。

上述制备方法中，步骤(1)所述氧化剂可选自重铬酸钾、双氧水、过硫酸钾和过硫酸铵中任一种；所述氧化剂的用量可为所述聚乙烯醇的质量的0.5％-4％，如1％-2％、1％-1.5％或1.5％-2％。