[发明专利]一种降解胶原-聚氨酯水性木材胶粘剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种降解胶原‑聚氨酯水性木材胶粘剂，按照重量份包括以下组分：异氰酸酯100～150份、聚酯型多元醇50～75份、催化剂0.1～0.2份、亲水扩链剂30～45份、小分子二元醇扩链剂10～15份、中和剂20～30份、降解胶原50～110份。本发明还公开了一种降解胶原‑聚氨酯水性木材胶粘剂的制备方法，本发明以制革过程中产生的铬革屑废弃物降解产物为原料，为铬革屑废弃物的资源化再利用增加了途径，在带来相应经济效益的同时，一定程度上减轻了环境的压力。同时通过与水性聚氨酯的共聚改性，不仅解决了单一聚氨酯的高成本问题，同时有效地改善了铬革屑胶原降解物的胶粘强度及耐水性等问题。

技术领域

本发明属于化学化工领域，具体地说，涉及一种降解胶原-聚氨酯水性木材胶粘剂及其制备方法。

背景技术

皮胶原蛋白的降解产物(例如明胶)，在木材工业中做为胶粘剂具有悠久的历史了，具有胶层凝固时间短(只需几分钟到十几分钟即可)，对木材附着力好，胶接强度大，调胶简单，不需加其他助剂。但是，要求分子量达到100kDa左右，否则随着胶原降解物分子量的降低，胶的固化能力及粘合能力也随之急剧下降，使得由铬革屑制得的小分子胶原降解物无法作为胶粘剂直接使用，故而极大的限制了铬革屑废弃物在木材胶粘剂中的资源化再利用。同时胶原降解物存在耐湿耐水性差，遇水就膨胀，丧失胶粘强度，耐腐蚀性差。但是与合成树脂胶粘剂(如三聚氰胺甲醛树脂，脲醛树脂，酚醛树脂等)相比，由淀粉、蛋白质等动植物生物质胶粘剂具有环保、无毒无害、可降解等优点。随着目前社会对环保和健康的要求日益的提高，传统含甲醛合成树脂胶粘剂逐渐被退出木胶行列，故而通过化学改性的方法，改善铬革屑胶原降解物的初粘力、耐水性差等缺点，得到具有更高性能的胶粘剂，成为一个重要的研究方向。

发明内容

有鉴于此，本发明针对上述的问题，提供了一种降解胶原-聚氨酯水性木材胶粘剂及其制备方法，本发明以制革过程中产生的铬革屑废弃物降解产物为原料，为铬革屑废弃物的资源化再利用增加了途径，在带来相应经济效益的同时，一定程度上减轻了环境的压力。同时通过与水性聚氨酯的共聚改性，不仅解决了单一聚氨酯的高成本问题，同时有效地改善了铬革屑胶原降解物的胶粘强度及耐水性等问题。得到一种无溶剂化水性环保型木材胶粘剂。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种降解胶原-聚氨酯水性木材胶粘剂，按照重量份包括以下组分：异氰酸酯100～150份、聚酯型多元醇50～75份、亲水扩链剂30～45份、小分子二元醇扩链剂10～15份、中和剂20～30份、降解胶原液50～110份。

进一步地，异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯中的一种；聚酯型多元醇为聚己二酸丁二醇酯二醇或聚己二酸乙二醇酯中的一种。

进一步地，异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯时，该降解胶原-聚氨酯水性木材胶粘剂还包括0.1～0.2份的催化剂，催化剂为二月桂酸二丁基锡。

进一步地，亲水扩链剂为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸中的一种，小分子二元醇扩链剂为1,4-丁二醇或一缩二乙二醇中的一种；所述中和剂为三乙胺或三正丁胺中的一种；所述降解胶原来自废革屑碱性降解至分子质量为6000～10000，溶液含胶量为45％～50％，粘度在500～1000mPa·s，游离氨基含量不少于3.5％。

本发明还公开了一种降解胶原-聚氨酯水性木材胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

1)称量：按照重量份称量以下组分：异氰酸酯100～150份、聚酯型多元醇50～75份、亲水扩链剂30～45份、小分子二元醇扩链剂10～15份、中和剂20～30份、降解胶原液50～110份；

2)制备预聚体：异氰酸酯与聚酯型多元醇在65℃下充分反应1～2h，升温并保温，制得聚氨酯预聚体；

3)扩链反应：在步骤2)制备得到的预聚体中加入亲水扩链剂进行扩链反应，然后加入小分子二元醇扩链剂进行扩链反应，升温反应；