[发明专利]一种木材胶接用耐水性淀粉胶黏剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种淀粉胶黏剂产品及其制备方法。

背景技术

2011年我国人造板行业累计产量达到2.35亿立方米，产量占世界的50%以上，中国已成为世界人造板生产、消费和进出口贸易的第一大国。然而，我国人造板制造所使用的胶黏剂主要仍以甲醛系合成树脂为主，其中脲醛树脂就占据胶黏剂总量的80%以上。但脲醛树脂存在耐水性差、有毒的游离甲醛释放的不足，从而导致我国人造板产业存在产品质量不高、品种单一、游离甲醛释放较高等问题，使之在国际市场上的竞争力不强。同时，合成树脂胶黏剂的制备原料是以不可再生的石油、煤炭等化石资源为原料，在贮量有限的石油资源日益消耗的形势下，开发和利用资源丰富、可再生的生物质资源，制备环境友好的生物质基胶黏剂研究一直备受国内外学者、工业界和政府的关注。

淀粉是绿色植物通过光合作用和复杂的生物化学反应，将二氧化碳和水转化成含葡萄糖基的多聚糖，在自然界中的产量仅次于纤维素。与石油化工原料相比，淀粉具有价廉、可再生、可生物降解、污染小等特点，符合环境保护和可持续发展战略，为此，淀粉这一丰富生物质原料的高效高附加值利用备受关注。

淀粉胶黏剂被广泛用于纸张的胶接。但由于固含量低、固化慢、胶合强度低、耐水性差等不足，使得淀粉胶黏剂无法用做木材胶黏剂。为此，专利号为ZL201010568522.3关于“一种淀粉基木材胶黏剂及其制备方法和应用”的发明专利中，公开了采用醋酸乙烯酯和丙烯酸丁酯对淀粉进行接枝改性，并辅以乳化剂、增塑剂、尿素、聚乙烯醇等多种助剂，制备得到一种贮存性好、胶接强度高的淀粉胶黏剂，但是该胶黏剂的耐水性仍不是很理想，而且配方组分复杂；专利号为ZL200710056210.2关于“淀粉基水性高分子异氰酸酯木材胶黏剂及其制备方法”的发明专利中，采用未封闭的聚合异氰酸酯对淀粉乳液进行复合，得到一种耐煮沸（I类）的耐水性淀粉胶黏剂，但由于高活性的聚合异氰酸酯未经封闭处理或者其它处理，使得聚合异氰酸酯与淀粉乳液复合后的胶黏剂产品适用期很短，仅为35-75min左右（见其表5所示）。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有淀粉胶黏剂耐水性较差和淀粉胶液与多异氰酸酯混合后适用期短的问题，而提供一种木材胶接用耐水性淀粉胶黏剂及其制备方法。

本发明木材胶接用耐水性淀粉胶黏剂是按重量份数由1～3份纳米蒙脱土、150份水、80～150份水溶性淀粉、150～300份保护乳液和40～90份多亚甲基多苯基多异氰酸酯制成；其中保护乳液为水性高分子乳液。

本发明木材胶接用耐水性淀粉胶黏剂的制备方法是按下列步骤实现：

一、按重量份数分别称取1~3份纳米蒙脱土、150份水、80~150份水溶性淀粉、150~300份保护乳液和40~90份多亚甲基多苯基多异氰酸酯，作为原料；

二、在搅拌情况下，将纳米蒙脱土分散于150份水中，形成悬浮液；

三、保持搅拌向步骤二得到的悬浮液中加入水溶性淀粉，然后将体系的温度升到90~95℃，保持1～4h后冷却到室温，得到改性淀粉溶液；

四、将保护乳液加到步骤三的改性淀粉溶液中，搅拌均匀，得到纳米插层改性的淀粉溶液；

五、将多亚甲基多苯基多异氰酸酯加入到步骤四得到的纳米插层改性的淀粉溶液中，搅拌均匀，得到木材胶接用耐水性淀粉胶黏剂；

其中步骤一所述的保护乳液为水性高分子乳液。

本发明木材胶接用耐水性淀粉胶黏剂是以水溶性淀粉为主要原料，采用纳米蒙脱土和多异氰酸酯对水溶性淀粉进行复合改性，并通过保护乳液的加入防止纳米插层的蒙脱土从淀粉溶液中沉积，进而形成稳定的改性胶液，制备出无甲醛释放的木材胶接用的淀粉胶黏剂。

本发明的木材胶接用耐水性淀粉胶黏剂的适用期长，当纳米插层改性的淀粉溶液与活泼的多异氰酸酯混合后适用期高于6.5h。其耐水性达到日本JIS K6806-2003标准所要求的结构材用胶黏剂，显示出良好的耐水性能。本发明主要应用于木材胶接用胶黏剂。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式木材胶接用耐水性淀粉胶黏剂是按重量份数由1～3份纳米蒙脱土、150份水、80～150份水溶性淀粉、150～300份保护乳液和40～90份多亚甲基多苯基多异氰酸酯制成；其中保护乳液为水性高分子乳液。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是木材胶接用耐水性淀粉胶黏剂是按重量份数由1～3份纳米蒙脱土、150份水、90～120份水溶性淀粉、180～240份保护乳液和41～70份多亚甲基多苯基多异氰酸酯制成。