[发明专利]一种人造板用氧化石墨烯改性磷酸铝胶粘剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种人造板用氧化石墨烯改性磷酸铝胶粘剂及其制备方法，其是采用氧化石墨烯对PVA‑磷酸铝胶粘剂进行改性，得到一种粘度为150‑600 mPa·S、固含量为40‑80%的无醛环保人造板用胶粘剂，其具有强度好、耐高温、阻燃防霉等特点。本发明原料来源广泛、价格低廉、操作简便易行、生产过程不产生有毒有害物质，且产品具有良好的力学、阻燃防霉能性能等，有望成为新型的环保型人造板胶粘剂。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种氧化石墨烯改性人造板用磷铝无机胶的方法。

背景技术

氧化石墨烯（Graphene Oxide, GO）是由氧化石墨（Graphite Oxide）发生剥离而形成的石墨烯单片。氧化石墨是通过强氧化剂氧化鳞片石墨而制备获得的一种石墨衍生物。经过氧化处理后，氧化石墨烯单片上随机分布着羟基和环氧基，而在单片的边缘则引入了羧基和羰基。在氧化处理过程中虽然SP²杂化的碳原子网络结构会被破坏，但是GO仍然保持优异的力学性能。由于在石墨烯上引入了大量的氧基活性功能团，使得原本较为惰性的石墨烯表面变得异常活泼，基于这些活性功能团的化学反应也因此丰富多样。

聚乙烯醇（PVA）是一种在其C-C链上具有大量羟基的亲水性有机高分子聚合物。PVA主链上大量的羟基能与GO通过氢键、共价键相连。因此，GO/PVA复合材料具有优异的力学性能、光学性能、磁性和形状记忆特性。本发明的目的是利用氧化石墨烯来改性PVA-磷酸铝胶粘剂，从而提高其在胶合板中的力学强度。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种人造板用氧化石墨烯改性磷酸铝胶粘剂及其制备方法，具有良好的力学、阻燃防霉能性能等，有望成为新型的环保型人造板胶粘剂。

为了实现本发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种人造板用氧化石墨烯改性磷酸铝胶粘剂的制备方法，其包括以下步骤：

（1）以磷酸或磷酸氢盐与铝化合物为原料，按一定磷铝比设计胶粘剂的固含量；

（2）将一定量的磷酸或磷酸氢盐水浴加热后，加入一定量的PVA和催化剂反应一段时间；

（3）按磷铝比将一定量的铝化合物缓慢加入步骤（2）的混合物中反应一段时间；

（4）按照一定比例将氧化石墨烯加入步骤（3）的混合物中，超声波处理一定时间，使氧化石墨烯均匀分散在磷铝胶粘剂中，得人造板用氧化石墨烯改性磷酸铝胶粘剂。

步骤（1）所述磷酸氢盐包括磷酸二氢盐、磷酸一氢盐；所述铝化合物包括氢氧化铝、氧化铝、氮化铝；所述磷铝比（磷元素与铝元素的摩尔比）为2.0:1-4.0:1；所述胶粘剂的固含量为40%-85%。

步骤（2）中水浴加热的温度为70-100℃；PVA的加入量为磷铝原料总质量的0.1-5.0%；所用催化剂为尿素，其加入量为磷铝原料总质量的0.1-10%；反应时间为20-300 min。

步骤（3）中反应时间为20-300 min。

步骤（4）中氧化石墨烯的添加量为所设计固含量的0.1-5.0%；超声波功率为10-4000W，超声波处理的时间为1-300min。

所得氧化石墨烯改性磷酸铝胶粘剂的粘度为150-600 mPa·S。

利用所述氧化石墨烯改性磷酸铝胶粘剂制备人造板的方法，是将所述氧化石墨烯改性磷酸铝胶粘剂与固化剂均匀混合后，按一定的比例喷在刨花、纤维表面或直接涂在单板表面，然后将施胶的刨花、纤维或者单板以一定条件进行热压，形成人造板。

其中，所用固化剂的量为氧化石墨烯改性磷酸铝胶粘剂质量的1-10%；所述固化剂为氧化镁、氧化铝、氧化铜、氧化锌、氧化铁或氮化铝。