[发明专利]一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂，其原料包括以下重量份的组分：水玻璃55‑75份；氢氧化锂饱和液10‑15份；硼酸溶液3.5‑8.5份；氯丁胶乳7‑11份；纤维素纳米晶水分散液5‑18份；粉煤灰15‑30份；磷酸硅2‑6份；本发明还包括上述的低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂的制备方法。本发明所用主要组分水玻璃、氯丁胶乳、氢氧化锂、纤维素纳米晶、粉煤灰、磷酸硅等均成本低廉、性能优良，保证了胶黏剂的强力粘接和环保无醛；且制得的低成本共混改性水玻璃胶黏剂可用于粘接各种木质材料和农作物秸秆等，可替代人造板行业常用的“三醛胶”、乳白胶等，而且制备工艺简单，施工方便，适合于工业化推广和生产应用。

技术领域

本发明涉及木材胶粘剂领域，具体涉及一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂及其制备方法。

背景技术

在当前木材胶黏剂领域，环保型低成本胶黏剂的开发已经成为行业发展的必然趋势和研究热点。已经有众多研究人员对木材加工业常用的脲醛树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂、三聚氰胺甲醛树脂胶黏剂、聚醋酸乙烯酯等有机合成胶黏剂，甚至淀粉、大豆蛋白等天然生物质胶黏剂进行了大量的改性研究，以期满足木制品生产的新需求。但这些改性研究几乎采用的都是化学改性，不仅过程工艺复杂而且增加胶黏剂生产成本。在材料改性中共混改性是最为简便且卓有成效的方法。共混改性的工艺过程易于实施和调控，可供配对共混的材料品质多种多样，为共混改性的科学研究和工业应用提供了颇为广阔的运作空间。

水玻璃是一类常见的无机胶黏剂，具有生产成本低、粘接强度高、耐高温性能好、环保无毒等特点，在粘接金属、玻璃、陶瓷、石材等方面应用广泛。然而水玻璃分子呈刚性，固化胶层的脆性大、耐水性差，将其用于木材粘接时必须进行改性处理。目前，水玻璃的改性多采用化学改性技术，工艺复杂且成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂及其制备方法，本发明所用主要组分水玻璃、氯丁胶乳、氢氧化锂、纤维素纳米晶、粉煤灰、磷酸硅等均成本低廉、性能优良，保证了胶黏剂的强力粘接和环保无醛；且制得的低成本共混改性水玻璃胶黏剂可用于粘接各种木质材料和农作物秸秆等，可替代人造板行业常用的“三醛胶”、乳白胶等，而且制备工艺简单，施工方便，适合于工业化推广和生产应用。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂，其原料包括以下重量份的组分：

水玻璃 55-75份；

氢氧化锂饱和液 10-15份；

硼酸溶液 3.5-8.5份；

氯丁胶乳 7-11份；

纤维素纳米晶水分散液 5-18份；

粉煤灰 15-30份；

磷酸硅 2-6份。

本发明进一步的技术方案为：所述硼酸溶液中所含硼酸的质量分数为2-10％，优选为5％。

进一步，所述水玻璃是模数为2.6-3.5的钠水玻璃、模数为2.6-3.5的钾水玻璃、模数为2.6-3.5的锂水玻璃的一种或几种的组合。

进一步，所述氯丁胶乳是阴性氯丁胶乳、阳性氯丁胶乳和烯烃化合物共聚改性氯丁胶乳的任意一种。

进一步，所述纤维素纳米晶水分散液是长度为100-300nm，宽度为5-10nm，浓度为1-10％的纤维素纳米晶水分散液的任意一种。

一种低成本共混改性水玻璃木材胶粘剂的制备方法，采用上述所述重量份的原料，具体包括以下操作步骤：

1)将55-75份水玻璃加热至60-80℃，在搅拌下依次加入5-18份纤维素纳米晶水分散液和10-15份氢氧化锂饱和液，持续搅拌保温1-2h后冷却至室温；