[发明专利]一种单宁基贝类仿生木材胶黏剂

说明书

本发明涉及一种单宁基贝类仿生木材胶黏剂，具体公开了一种人造板用单宁基贝类仿生胶黏剂及其在胶合板中的应用。所述胶黏剂是在酸性条件下，以呋喃类化学试剂为亲核试剂，对缩合类单宁进行分子解聚，得到单宁解聚产物，与脂肪族多元胺等化学试剂反应制备单宁基生物仿生贻贝胶黏剂。利用所述胶黏剂无需添加固化剂，可缩短凝胶时间约70％，可在热压温度降低15～20℃的条件下进行胶合板的压制。本发明所述胶黏剂显著降低胶黏剂固化温度、缩短固化时间、提高所生产胶合板的胶合强度、提高胶黏剂粘度，且降低了胶合板的甲醛释放量。

技术领域

本发明涉及人造板用胶黏剂，具体地说，涉及一种单宁基贝类仿生木材胶黏剂。

背景技术

传统的“三醛胶”(PF、UF、MF)，对化石原料的依赖性较强，石油是一种不可再生资源，对石油的依赖程度高，不利于胶黏剂行业发展的持续。甲醛释放问题是多数传统胶黏剂无法避免的问题，该问题会对人体和环境产生恶劣影响。

酚醛树脂具有胶接强度高、耐水、耐高温、耐酸碱腐蚀等优良性能，主要被用于木材胶黏剂、建筑泡沫保温材料、模塑料、铸造材料、摩擦材料等领域。酚醛树脂以其优异的性能而被广泛应用于室外级胶合板的生产，如集装箱底板、轮船甲板、水泥模板的生产。但酚醛树脂原料全部来自石油化工原料，不可再生，成本较高，且固化温度较高，固化时间长，能耗大。

单宁是一种易溶于水物质的总称，其水溶液高度收敛，具有鞣革的性质。从化学结构上看，单宁并不是简单物质，而是复杂有机化合物，一般分为：水解、缩聚、混合三类单宁。其中缩聚类为单宁胶黏剂的主要原料，且占单宁总产量的90％。在木材胶黏剂行业中，单宁是一种性能优异的可再生资源，可用于取代石油衍生的苯酚。在木材胶黏剂中使用单宁的原因多种多样，包括材料替代、降低成本、增强胶接性能、提高耐水性等。

海洋贝类可分泌一种贻贝蛋白(MAP)，MAP中包含儿茶酚和氨基，这两种官能团间反应引起MAP交联固化，从而导致MAP具有在潮湿表面上产生较强胶接的能力。化学结构研究发现，儿茶酚结构在缩聚类单宁中也普遍存在，因此有国外学者借助MAP胶接机理对单宁胶进行改性。

国内关于单宁树脂胶黏剂和贻贝仿生胶黏剂的专利并不多，如在公开号CN103965810A的发明专利中，研究人员开发了一种在潮湿表面粘接及水下固化的贻贝仿生胶。其采用N-乙烯吡咯烷酮类聚合物为分子主链骨架，上面接枝含邻苯二酚基团后与交联固化剂相作用。该胶具有一定的生物相容性，可在潮湿表面粘接及水下固化，胶合强度可达1MPa以上。在公开号CN105602481A的发明专利中，研究人员开发了一种在本体型高强度仿生胶黏剂。其采用聚乙烯醇为分子主链骨架与含邻苯二酚化合物发生接枝共聚。该胶对基材普适性广，适用于金属、塑料、玻璃、陶瓷及骨骼等的粘接，也适用于制备无甲醛人造板。固化速度快，强度达6MPa以上。在公开号CN105647451A的发明专利中，研究人员开发了一种新型防水木材胶黏剂。其采用单宁胶黏剂为主剂，添加0.3％-0.8％的羧甲基纤维素钠或羧甲基纤维素。在公开号CN110819287A发明专利中，研究人员开发了一种双组分仿生贻贝胶，A组分为末端是异氰酸酯基团的侧链含有邻苯二酚基团的化合物，B组分为末端是异氰酸酯基团的聚氨酯预聚体。该双组分仿生贻贝胶通过异氰酸酯和邻苯二酚基团的双重作用可实现水下快速粘接。在公开号CN106753030A和CN108393999A的发明专利中，研究人员均采用聚酰胺改性单宁胶黏剂，人造板的干胶合强度和湿胶合强度均有较大提高。以上技术方案对高强度湿态胶接贻贝仿生胶黏剂的研究有借鉴意义，但成本太高，真正用于人造板工业的可行性不高。