[发明专利]一种胶粘剂及其制备的生态板材和板材制备方法

说明书

本发明提供一种新型生态板材胶粘剂及用其生产的生态板材产品和生产方法。所述生态板材胶粘剂含有聚合甲苯二异氰酸酯和改性二苯甲烷二异氰酸酯。采用该胶粘剂的生态板材原料成本低、性能符合国家标准、无甲醛释放，绿色环保。

技术领域

本发明属于聚氨酯领域，具体涉及一种胶粘剂及其制备的生态板材和板材制备方法。

技术背景

有人将农林业废弃物称为“第二森林资源”，有研究表明，我国到2020年，国内木材需求缺口将达到3亿立方米，而我国木材的加工直接利用效率只有60％左右，因此有很多的剩余物没有得到利用。我国也是农业大国，每年产生的秸秆剩余物，按照10％的利用率，每年可以贡献7000万立方米复合人造板，相当于7350万立方米木材。

人造板应用领域，瓶颈在胶粘剂，使用最多的是酚醛树脂，三聚氰胺树脂和脲醛树脂，但使用这类胶粘剂的人造板一方面性能日益不能满足市场要求，另一方面会释放甲醛，严重影响人体健康。

近几年，人造板领域开始使用异氰酸酯类胶粘剂，其最主要的优势就是板材性能优秀，且无甲醛释放，是一种生态板材产品。

板材的制备方法，一般是由秸秆细纤维、胶粘剂和助剂等，经纤维制备、添加胶粘剂、混合搅拌、压块成型、粘合装饰板等工序加工而成。所用的胶粘剂是脲醛树脂胶和酚醛树脂胶黏剂，新型的异氰酸酯属于非醛类胶黏剂，其中的多亚甲基多苯基异氰酸酯胶黏剂能解决甲醛释放问题，在制成的板材中甲醛释放，绿色环保，但其因渗透性和吸潮之后容易起鼓等原因制约了板材的力学性能。

总之，因胶粘剂的制约，目前的技术手段无法满足生态板材更高的性能要求。因此迫切需要开发新型生态板材胶粘剂及相应的生态板材产品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生态板材胶粘剂，该胶粘剂可以满足生态板材更高的性能要求。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种生态板材胶粘剂，所述胶粘剂包含如下组分：

组分a：聚合甲苯二异氰酸酯；

组分b：改性二苯基甲烷二异氰酸酯；

其中，所述胶粘剂中组分a的质量比是10％-100％，优选20％-50％，更优选25％-30％，以胶粘剂总质量计；该胶粘剂其余部分为组分b，不计其它助剂。

上述方案的设计原理在于：异氰酸酯类胶粘剂最典型的代表是使用多亚甲基多苯基二异氰酸酯(PM)作为主剂，水作为辅剂，经过胶粘剂调制，混胶，压模和热压成型几个工序形成生态板材产品。但是使用多亚甲基多苯基二异氰酸酯基胶粘剂不足之处就是板材的性能不足，吸潮之后容易起鼓，其根本原因是多亚甲基多苯基二异氰酸酯活性比较低，在生产生态板材过程中，多亚甲基多苯基二异氰酸酯的-NCO活性基团不能完全与水，与板材原料中的羟基基团完全反应，因此残留比较多的-NCO活性基团，生态板材在使用过程中，因为空气中的湿气，吸潮后，残留-NCO活性基团与水汽反应，放出二氧化碳后导致板材容易起鼓。多亚甲基多苯基二异氰酸酯基胶粘剂提供胶粘强度的原因是-NCO活性基团与板材原料中的羟基基团的化学键合作用，与辅剂水反应形成的脲基化合物具有结晶胶黏的协同作用。但是，多亚甲基多苯基二异氰酸酯分子量较大，形成的脲基化合物结构在胶粘剂所有分子结构中所占的比例较低，上述协同作用效果不足，影响了板材的性能。强化脲基化合物具有结晶胶黏的协同作用，可以从两方面着手，第一是通过降低异氰酸酯的分子量来提高脲基化合物基团的结构占比，第二是通过改性，在异氰酸酯结构中增加一些刚性的结构，比如碳化二亚胺和脲酮亚胺结构。本发明采用的就是利用组分b中包含的碳化二亚胺和脲酮亚胺结构促进结晶胶黏的协同作用。