[发明专利]一种杯芳烃改性凹凸棒石/脲醛树脂复合胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及非金属矿的深加工及高分子材料应用技术领域，特别涉及一种低甲醛释放的凹凸棒石/脲醛树脂复合胶粘剂及其制备方法。

背景技术

脲醛树脂胶粘剂作为木材工业用量最大的胶粘剂，具有合成方便和成本低廉等优点，然而其不足之处在于游离甲醛含量高。目前，降低脲醛树脂中游离甲醛含量的方法主要包括控制甲醛与尿素的摩尔比、抽取产物中的游离甲醛、加入有机改性剂和多孔无机填料等。降低甲醛和尿素的摩尔比虽在一定程度上降低了脲醛树脂的游离甲醛含量，但其力学性能却大幅降低，固化周期也会延长。真空抽取产物中的游离甲醛，会产生大量的含醛废水，造成二次污染。近年来，硅酸盐粘土在改善脲醛树脂胶粘剂性能方面有着广泛的应用。中国专利（申请号：201310342111.6）公开了一种复合脲醛胶粘剂组合物及其应用方法，其技术方案是将树皮粉、伊利石、叶腊石、负离子粉、云母粉、叙永土、方解石、贝壳粉、碳纤维等与脲醛树脂混合制备一种复合脲醛胶粘剂，所制备的脲醛胶粘剂明显降低了游离甲醛含量，然而，在该组分中的硅酸盐粘土大都为片状微米级且未经过表面改性，加入到脲醛树脂中易发生分层沉淀现象，从而导致胶液不稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有技术中，脲醛树脂胶粘剂中，游离甲醛含量过高。为解决这一技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明提供了一种凹凸棒石/脲醛树脂复合胶粘剂，是由具有“空腔”结构的杯芳烃分子接枝纳米凹凸棒石，作为无机-有机复合吸附剂，改性脲醛树脂得到的。

复合胶粘剂中，无机-有机复合吸附剂，与脲醛树脂的质量比为（0.03～0.12）：1。

本发明还提供了一种凹凸棒石/脲醛树脂复合胶粘剂的制备方法，首先制备具有“空腔”结构的杯芳烃分子接枝纳米凹凸棒石无机-有机复合吸附剂，然后向脲醛树脂中加入上述复合吸附剂，制得杯芳烃改性凹凸棒石/脲醛树脂复合胶粘剂。

具体步骤为：

（1）杯芳烃分子接枝纳米凹凸棒石无机-有机复合吸附剂的制备，将杯芳烃和异氰酸酯加入到有机溶剂中，在温度为60～85℃的条件下，机械搅拌回流反应2～6小时，向上述体系中加入活化纳米凹凸棒石，继续搅拌回流6～12小时，回收溶剂，过滤，洗涤，干燥，粉碎，制得杯芳烃接枝纳米凹凸棒石无机-有机复合吸附剂；

异氰酸酯与杯芳烃质量比值为(0.2～0.5):1，

杯芳烃与溶剂质量比值为(0.01～0.05):1，

纳米凹凸棒石与溶剂质量比值为(0.1～0.3):1，

上述杯芳烃选自，杯[4]芳烃、杯[6]芳烃或杯[8]芳烃，

异氰酸酯选自，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、三苯基甲烷三异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸、六亚甲基-1，6-二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯或间苯二甲基二异氰酸酯，

有机溶剂选自，乙酸乙酯、丙酮、氯仿或二甲基甲酰胺，

上述步骤（1）中，涉及到“回收溶剂，过滤，洗涤，干燥，粉碎”的后处理，具体为：减压蒸馏回收溶剂，过滤，无水乙醇洗涤，50～65℃下干燥，气流粉碎。

（2）向脲醛树脂中，加入步骤（1）所制得的杯芳烃接枝纳米凹凸棒石无机-有机复合吸附剂，在70～85℃温度下，搅拌反应15～30分钟，调节体系pH值为7.5～9.5，即制得杯芳烃改性凹凸棒石/脲醛树脂复合胶粘剂，

向脲醛树脂中，加入纳米凹凸棒石无机-有机复合吸附剂时，调节脲醛树脂的PH为4.3～5.8，调节脲醛树脂的粘度为60～70mPa·s。

脲醛树脂及本发明的杯芳烃改性凹凸棒石/脲醛树脂复合胶粘剂，可以通过以下制备方式得来：

向甲醛溶液中加入第一批尿素，其中尿素与甲醛摩尔数之比为(0.2～0.32):1，一边搅拌，一边用碱液调节体系pH值为9.0～10.5，升温至75～90℃，保温反应20～40分钟；继续向上述反应液中加入第二批尿素，其中尿素与甲醛摩尔数之比为(0.3～0.48):1，保温反应30～60分钟；

控制反应体系温度70～85℃，用酸性溶液调节体系pH值为4.3～5.8，继续搅拌反应，当体系混合液粘度达到60～70mPa·s时加入步骤（1）所制得的杯芳烃接枝纳米凹凸棒石无机-有机复合吸附剂，其中无机-有机复合吸附剂与甲醛与尿素总质量之比为(0.03～0.12):1，继续保温搅拌反应15～30分钟；用碱液调节体系pH值为7.5～9.5，即制得杯芳烃改性凹凸棒石/脲醛树脂复合胶粘剂。