[发明专利]一种柔韧抗水硅酸盐木材胶黏剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种木材胶黏剂，具体为柔韧性佳、抗水性高、粘接力强的硅酸盐木材胶黏剂及其制备方法。

背景技术

硅酸盐胶黏剂主要是指以碱金属硅酸盐为主要组分的胶黏剂，由于具有原料价格低廉，制备工艺简便，无毒无污染，粘接应力小，耐温、耐火、耐老化性能优异等突出特点，硅酸盐胶黏剂在胶黏剂领域占有独特地位，具有广阔的发展前景，并被广泛用于粘接金属、陶瓷、玻璃、石材和纸制品等。将硅酸盐胶黏剂应用于木材粘接领域，不仅可以避免因使用有机胶黏剂引起的醛类等其他有毒化合物污染问题，还可以降低人造板生产能耗，扩大硅酸盐胶黏剂的应用范围，对于促进人造板产业升级和提升木材胶黏剂技术水平具有重大意义。

然而，未改性的硅酸盐胶黏剂粘接木质材料时，容易出现固化胶脆性大、耐水性差的缺陷，这就大大限制了硅酸盐胶黏剂在木材领域的应用。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种柔韧抗水硅酸盐木材胶黏剂，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种柔韧抗水硅酸盐木材胶黏剂，其原料包括以下重量份的组分：

硅酸盐溶液：100-150份；         醋酸纤维素：15-25份；

丙酮：18-31份；                  异氰酸酯：5-8份；

亲水扩链剂：2-4份；              N,N-二甲基甲酰胺：5-8份；

二月桂酸二丁基锡：0.05-0.1份；    有机胺：3-6份；

促进剂：0.5-1.5份；               硬酯酸钙：5-10份；

去离子水：20-50份。

一种柔韧抗水硅酸盐木材胶黏剂的制备方法，包括以下步骤： 

1）首先称量15-25重量份醋酸纤维素，搅拌下加入18-31重量份丙酮，制成醋酸纤维素溶液，密封备用；

2）将5-8重量份N,N-二甲基甲酰胺和2-4重量份亲水扩链剂加入到有干燥N2保护的250ml圆底烧瓶中，搅拌均匀后，加入5-8重量份异氰酸酯和0.05-0.1重量份二月桂酸二丁基锡，在75-100℃下搅拌反应60-180min，减压蒸馏脱去溶剂，制得聚氨酯预聚体；

3）将上述制得的聚氨酯预聚体加入到由3-6重量份有机胺和20-50重量份去离子水配制成的有机胺溶液中，高速搅拌，于室温下乳化30-90min；加入步骤1）配制的醋酸纤维素溶液，在搅拌下于65-90℃乳化反应90-150min，得到醋酸纤维素乳液；

4）将步骤3）制备的醋酸纤维素乳液加入到100-150重量份硅酸盐溶液中，在75-95℃下搅拌反应60-120min，接着加入0.5-1.5重量份促进剂和5-10重量份硬脂酸钙，在45-65℃反应30-60min即可。

在本发明中，所述硅酸盐溶液可以是质量分数为30-60%的硅酸钠水溶液、质量分数为30-60%的硅酸钾水溶液、质量分数为30-60%的硅酸锂水溶液中的一种或几种的组合。

在本发明中，所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、六亚甲基-1,6二异氰酸酯中的一种或几种的组合。

在本发明中，所述的亲水扩链剂为二羟甲基乙酸、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟基苯乙酸、二羟基苯丙酸中的一种或几种的组合。

在本发明中，所述的有机胺为二乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺、二丙胺中的一种或几种的组合；

在本发明中，所述的促进剂为氯化锌、氯化钡、氯化镁、氯化钙中的一种或几种的组合。 

本发明的技术原理在于：醋酸纤维素是分子链上含有大量羟基和乙酰基等极性基团的一种纤维素衍生物，其力学性能优良，低毒，低燃，抗水性好，应用极为广泛。首先利用自乳化无皂乳液聚合方法制备了醋酸纤维素乳液，接着通过醋酸根离子、硬脂酸根离子与碱金属阳离子之间的络合成盐反应，在硅酸盐分子结构中引入纤维素大分子链，并夺取碱金属阳离子，可同时降低固化硅酸盐的脆性和提高其抗水性能，得到柔韧抗水硅酸盐胶黏剂。

有益效果：本发明所用主要组份硅酸盐和醋酸纤维素均来源丰富、无毒无害，保证了木材胶黏剂的绿色环保。本发明制得的柔韧抗水硅酸盐木材胶黏剂可完全替代常用的脲醛胶、白乳胶等木工胶黏剂，而且制备工艺比较简单，适合于工业化推广和生产。

具体实施方式