[发明专利]一种水性胶粘剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种水性胶粘剂及其制备方法与应用，涉及聚合物技术领域。本发明水性胶粘剂的制备方法包括水性聚氨酯的合成和丙烯酸改性聚氨酯的合成。通过多种醇的相互聚合，形成的水性聚氨酯具有良好的耐水性，并且可提供较高的强度，以丙烯酸改性，可以引入更多的活性基团来增加初粘度，并且可形成复杂的网络结构，保证胶粘剂具有较好的韧性和稳定性。本发明公开的方法可直接应用于现有普通胶合板的生产中，无需对现有生产设备进行改进，适于广泛应用。

技术领域

本发明涉及聚合物技术领域，尤其涉及一种水性胶粘剂及其制备方法与应用。

背景技术

木材胶粘剂是人造板工业的关键核心技术。长期以来，我国所生产人造板的胶粘剂仍以“三醛胶”为主，在生产和使用过程中会挥发出有害气体——“游离甲醛”，造成目前我国人造板产品普遍档次低和对人居环境毒害隐患很大。传统的脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺三种醛类树脂胶粘剂因价格低廉，制造工艺简单，便于使用等优点，在我国木材与人造板市场仍占有绝大多数的份额。而高性能、高品质的无醛胶粘剂因其技术复杂，开发难度较大且成本昂贵，替代“三醛胶”的无醛型木材胶粘剂一直难以获得突破。目前采用传统的制造技术只能得到E1级别的板材，是远远达不到所需要的绿色胶粘剂水平，目前好多技术通过多添加苯酚可以使得胶水达到E0级别，但是这个依然距离无甲醛释放有一定距离，同时引入了大量苯酚和除醛剂，虽然没有大量的甲醛释放但是苯酚的毒害作用仍然不可小觑。因此，在保证工艺不进行过大改变的情况下，发展成本合适的水性无甲醛胶合板胶粘剂符合时代发展要求。目前国家正大力发展绿色无醛人造板产品，在未来的一段时间内将会是市场的主流。

当前胶合板工业对胶水的要求是初粘度高、胶水黏度大于8000mPa·s，水煮性能优异、活性期长且满足现有普通生产工艺流程和设备技术要求。无醛胶市场出现的无醛胶粘剂主要有生物基(大豆和淀粉、单宁为主)无醛胶水，异氰酸酯MDI胶及其改性胶种，但在实际普通生产线连续化生产方面会出现各种各样的问题。而异氰酸酯MDI胶则固化速度快且成本高，对空气或胶水中水分敏感，给生产工艺的连续化运行带来诸多麻烦。大豆胶主要是活性期短，必须在半小时内完成施胶和上冷压机，这个对工厂的操作以及设备投资都是巨大的挑战。当前国内外无醛技术主要分为生物基无醛技术和合成树脂基无醛技术，各有技术特征和优势、缺陷，但目前仍很少能有适合或满足现有胶合板生产工艺技术条件的无醛胶粘技术。

目前市场上的生物基无醛胶主要取自大豆原料进行改性，价格便宜干燥较快，胶层易发生霉变和虫蛀。专利文件CN110922941A公布了用碱对大豆以及其他蛋白进行改性处理，再加入交联剂、增稠剂、杀菌剂和中和剂，其成本高且施工难度大，强度增加有限，在耐水煮方面性能不好，预固化期不足。CN110257005A公开的无醛技术主要采用添加各种增强胶水以及异氰酸酯MDI胶等为主要原材料来对大豆蛋白进行增强。CN105670535A采用丙烯酸丁脂和苯乙烯为核单体，在80-86℃下反应，采用预乳化种子滴加法，壳层采用苯乙烯和甲基丙烯酸甲脂为主，所制备的胶粘剂和异氰酸酯固化剂按照1：10配合成双组份胶黏剂，这类虽然强度达标但是操作时间短，工厂很难在预定的时间内完成所有的操作工序，而且在清洗胶辊方面会非常困难。CN201810928064.6公布的以碱木质素和乙酸乙酯单体聚合得到的乳液加入丙聚合物乳液和纳米云母粉或纳米滑石粉共混而成无醛胶粘剂技术，但是存在初粘性较差、成本高、预固化时间短且稳定性差等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种粘接强度高、预固化时间长、稳定性好并且成本适中的无甲醛水性胶粘剂及其制备方法与应用。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种水性胶粘剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(a)合成水性聚氨酯；

(b)以步骤(a)所得水性聚氨酯为原料制备丙烯酸改性聚氨酯；

(c)在步骤(b)合成的丙烯酸改性聚氨酯中加入填充剂，搅拌均匀，得到所述水性胶粘剂。