[发明专利]一种基体树脂和一种结构胶合木用胶粘剂

说明书

技术领域

本发明涉及胶粘剂技术领域，具体公开了一种基体树脂以及一种用于结构胶合木的胶粘剂。

背景技术

结构用胶合木，顾名思义，是以木材为原料，通过加压胶合制成的能作为承重结构的工程柱材或横梁。胶合压制过程中必然会用到胶粘剂，此类胶粘剂通常被称作木工胶粘剂。与传统的铆，焊，钉，螺纹等连接方法相比，胶合具有外形美观、重量轻、强度高、应力分布均匀等优点，因此在现代木房屋以及木桥梁和木塔架等木结构建筑中有广泛的应用。

在我国，木工胶粘剂占胶粘剂总产量的70%以上，目前木工胶粘剂应用广泛的主要有脲醛树脂胶、酚醛树脂胶和三聚氰胺-甲醛树脂胶。各胶粘剂品种性能决定了其市场用途。其中脲醛树脂胶的耐水性和耐老化性差，所以其一般用于室内；三聚氰胺-甲醛树脂胶由于脆性大，价格较高等原因，使得其在工业生产中的应用场合并不多；酚醛树脂胶由于原料易得，耐疲劳、耐沸水及非腐蚀性的各种溶剂好，因此常常用于室外。

但是酚醛树脂胶的胶层颜色深，特别是热压温度高、固化时间长，使其在胶合木结构工程材中受到了一定的限制。为了降低固化温度和时间又不太影响其性能，通常引入改性剂间苯二酚对其进行改性。所得到的间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶的胶合强度高于GB/T 50708-2012、且成本较低、固化温度低。

陶毓博等人（林产工业, 2005, 32(1): 13-16）以尿素、苯酚、甲醛为原料，采用合理的工艺用尿素对酚醛树脂进行了改性，所制得的酚醛树脂的固化速度得到了提高。尿素改性酚醛胶刨花板的热压时间可以比普通酚醛胶刨花板缩短35%，当尿素替代苯酚量为25%-30%时，合成胶粘剂的成本可降低15%-20%。李群等人（四川联合大学学报, 1998, 2(3): 42-47）用桐油对酚醛树脂改性的方法使得到的产品保持了原来耐热性好的优点，同时改善了原来的硬脆性。杜官本等（林业科学，2000,36（5）:73-77）用苯酚、尿素、甲醛合成的共缩聚树脂，贮存稳定，经差热分析和热重分析表明苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂的热行为与酚醛树脂十分相似而与脲醛树脂显著不同，但固化速度比酚醛树脂快。Yang(Journal of Applied Polymer Science,1990,41:1327)以一定量的甲醛，在一定温度和一定时间内处理聚酰胺，可获得羟甲基聚酰胺。这种聚酰胺溶解性能好，粘附性能高，与酚醛树脂的-CH₂OH基团反应固化，可获得良好的粘结强度。

 于红卫等（CN101544878A）用碱木素氧化淀粉改性得到的酚醛胶常温中贮存期＞2个月，出现沉淀时间＞20天，沸水煮2h其胶合强度＞0.8MPa，平均甲醛释放量0.45mg/L，达E0级。曹小生等（CN102732196A）发明了由双酚A改性酚醛胶、防腐防霉剂、分散剂混合制得的环保型防腐防霉醛胶，适用于竹、木胶粘剂，尤适于作生产重组竹木材的胶粘剂，具有游离酚和游离醛释放量低，防腐、防霉、防虫效果好，固化温度低和抗湿性好的优点。

王春鹏等（林产化学与工业，1999,19（4）：23-28）采用间苯二酚、苯酚、甲醛为原料，在高温（104℃）下，间苯二酚、苯酚、甲醛的摩尔比为0.6:1：（1-1.5）反应3小时，制品的湿强度为1.7-7.0MPa。但上述方案中使用的间苯二酚量大，反应温度较高，因而制备的胶液成本高，难于实现工业化生产。

发明内容

本发明的目的是弥补现有技术的不足，为市场提供一种基体树脂以及一种用于结构胶合木的胶粘剂，通过对配方和制备方法的改进，在满足《胶合木结构技术规范》国家标准的前提下，降低间苯二酚的用量，减低反应温度，从而降低成本，同时实现室温固化和缩短固化时间。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基体树脂，由间苯二酚、苯酚和甲醛制备而成，所述间苯二酚、苯酚与甲醛的摩尔比为：间苯二酚:苯酚:甲醛=（0.1-0.45）:1:（0.9-1.7）；具体制备方法为：先将苯酚和甲醛按所述比例混合后，调节pH值至9-11，在70℃-90℃反应0.5-1.5小时，然后将温度降到50℃-70℃时加入30%-50%指定量的间苯二酚，反应1-3小时，再添加剩余的间苯二酚，继续反应1-3小时得基体树脂。

从节约成本的角度考虑，所述间苯二酚、苯酚与甲醛的摩尔比优选为：间苯二酚:苯酚:甲醛=（0.25-0.35）:1:（0.9-1.7）。

一种结构胶合木用胶粘剂，由上述基体树脂与固化剂和填充剂混合而成；所述固化剂用量为基体树脂质量用量2%-20%；填充剂用量为基体树脂质量用量0.5%-10%。