[发明专利]可储存的植物油基聚氨酯木材胶黏剂、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及胶黏剂领域，特别涉及一种可储存的植物油基聚氨酯木材胶黏剂、制备方法及应用。

背景技术

植物油基聚氨酯胶黏剂是近年来一直在研究的一种新型胶黏剂，它是以可再生的植物油多元醇为原料合成的胶黏剂，具有良好初粘性、无甲醛释放、耐水性好、耐老化性能好、胶接强度高等优点。植物油基聚氨酯胶黏剂的粘接效果可与相应的石油基材料媲美，同时，具有较好的环境效益、经济效益及社会效益。

植物油基聚氨酯胶黏剂是异氰酸酯与植物油多元醇共聚产物，其分子链中含有活泼的-NCO基团及-NHCOO-基团，易与被粘结材料中含有活泼氢的物质发生反应，制备成具有良好胶接性能的材料。由于所选取的植物油多元醇及异氰酸酯性质不同，如羟值不同、分子量不同、化学基团种类不同、异氰酸酯基团数量不同等，使得植物油基聚氨酯胶黏剂具有分子可设计性，更加扩大了此种胶黏剂的使用范围。

目前，聚氨酯工业对于植物油多元醇的需求量很大。这些植物油多元醇被广泛的用于制备各种涂料、胶黏剂、泡沫聚氨酯塑料、快速成型材料和纤维增强复合材料等，但关于植物油基聚氨酯木材胶黏剂的研究较少且前期研究主要集中于多种植物油多元醇的合成。Sandip D.Desai(Sandip D.Desai，et al.Journal ofPolymer Research，2003，(10)：275～281)研究以糖基化的马铃薯淀粉与乙二醇发生酯交换反应制备植物油多元醇，再与甲苯2，4-二异氰酸酯反应生成聚氨酯胶黏剂，此种胶黏剂可用于粘结木材，最高剪切强度达60.1×10⁵N/m²。Deepak Mishra(Deepak Mishra，et al.International Journal of Adhesion & Adhesives，2010，(30)：47～54)利用回收的废纸浆、乙二醇、蓖麻油合成具有不同羟值、不同粘度的多元醇，并以其为原料合成聚氨酯木材胶黏剂，研究发现植物油多元醇的羟值越大，胶接试件的剪切强度越高，最大剪切强度可达(4.2±2)×10⁶N/m²；经除碱处理后，此种胶黏剂的胶接试件剪切强度降低较大，同时还具良好的化学耐久性。Keyur P.Somani(Keyur P.Somani，et al.International Journal of Adhesion & Adhesives，2003，(23)：269～275)用不同分子链长度的二元醇、蓖麻油和二异氰酸酯反应生成植物油基聚氨酯胶黏剂，发现异氰酸基与羟基的比值、异氰酸酯树脂的种类及植物油多元醇分子链长度都会影响木材胶接试件的剪切强度，异氰酸酯树脂为芳香族型树脂或分子链较长的多元醇时，聚氨酯胶黏剂的剪切强度较大，但凝胶速率也同时增大。此外，Khairiah Haji Badri(Khairiah Haji Badri，et al.Journal of Applied Polymer Science，2006，(100)：1759～1764)，Mitesh Ramanlal Patela (Mitesh Ramanlal Patel，et al.Materials Research，2009，4(12)：385～393)等人利用棕榈油、大豆油等可再生材料制备聚氨酯胶黏剂，并得出与上述实验结果类似的结论。以上几种植物油基聚氨酯胶黏剂虽然具有较好的胶接性能，但是均属双组份型胶黏剂，须在使用时按配方现场调配，且在调配后必须当天使用，其主要原因它们的活性期太短，不能储存，给此种胶黏剂的广泛应用带来不便，存在着一定的技术缺陷。

公开号为CN 101265401A中国专利申请中公开了一种生物质聚氨酯胶黏剂，由聚醚酯多元醇、异氰酸酯、催化剂和溶剂制成，虽然选用了生物类的可再生资源作为原料，具有一定的经济效益和环境效益，但是仍存在活性期短，储存时间不长的问题。

目前最新技术的石油基聚氨酯胶黏剂虽然一定程度解决了存储时间短的问题，但是还存在着环保效益低、生产成本高的问题。

发明内容

本发明提供了一种可储存的植物油基聚氨酯木材胶黏剂，由作为软段的植物油多元醇、作为硬段的异氰酸酯、催化剂及溶剂制成，具有良好的贮存性、胶接性、耐水性以及较为长久的储存期限，并且还可室温固化。

本发明还提供了一种可储存的植物油基聚氨酯木材胶黏剂的制备方法，其步骤简单，工艺条件要求较低，降低了生产成本，具有很高的经济效益，有利于工业化生产。