基于淀粉和堅木栲膠新型無醛木材膠粘劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于淀粉和堅木栲膠新型無醛木材膠粘劑及其制備方法，屬于膠粘劑及其制備領域。本發(fā)明是以淀粉為主要原料，堿性環(huán)境中高溫條件下糊化降解前處理后，調(diào)節(jié)體系pH值至4-5，采用醋酸乙烯酯單體在種子乳液聚合工藝下對淀粉進行接枝共聚，降溫后加入堅木栲膠、硼酸、納米硅溶膠和其它助劑，最終得到一種性能優(yōu)良的木材用淀粉堅木栲膠膠粘劑。利用本發(fā)明技術(shù)所制備的膠粘劑具有無毒無污染，粘接強度較高，顏色乳白有光澤，干燥速度快，儲藏時間長等優(yōu)點，可以廣泛應用于裝飾用木材，人造板的粘接。
【專利說明】基于淀粉和堅木栲膠新型無醛木材膠粘劑及其制備方法

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及膠粘劑制備技術(shù)，尤其涉及一種基于淀粉和堅木栲膠木材膠粘劑及其 制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 淀粉膠作為天然膠粘劑，是應用歷史最為悠久的一種。由于其具有原料易得、價格 低廉、無腐蝕、無污染、強度較高、重量輕、使用方便等優(yōu)點，用量愈來愈大。國外目前的研究 方向是提高其耐水性和粘接強度，如加入聚乙烯醇、尿素等進行這些性能的改進。廣泛用于 瓦楞紙箱、紙張、棉織物、商標、信封等的粘合。淀粉膠粘劑的制作方法有多種，主要有糊化 法、氧化法、酯化、醚化法及與其他高分子單體接枝共聚法，由于原淀粉相對分子質(zhì)量較大， 聚合度較高，流動性及滲透性較差，用作粘合劑時必須對淀粉的內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)進行解體，降 解方法主要有熱降解，生物降解，酸降解和氧化降解等。淀粉分子中化學性質(zhì)較為活潑的羥 基和糖苷鍵易被各種氧化劑氧化，在不同的條件下羥基被氧化為醛基、酮基、羧基，分子中 的苷鍵部分發(fā)生斷裂，使淀粉分子聚合度降低，氧化后的淀粉是含有醛基和羧基的聚合度 低的改性淀粉的混合物，這種淀粉與水在氧化劑的作用下經(jīng)加熱糊化或室溫糊化而制成氧 化淀粉膠粘劑。
[0003] 栲膠溶于水，水溶液屬半膠態(tài)體系，屬于生物質(zhì)膠粘劑。栲膠分子結(jié)構(gòu)屬于的多 元酚衍生物，分子結(jié)構(gòu)中有苯環(huán)和大量的極性基團，極性基團如羥基、羧基、酯鍵，因此栲膠 與極性基材如紙張、木材、皮革等有較強的相互作用力，并且堅木栲膠對基材有良好的滲透 性。同時，由于栲膠分子結(jié)構(gòu)特點，可以與許多物質(zhì)發(fā)生交聯(lián)固化反應從而提高粘接時的強 度與耐水性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于針對以淀粉為主體制備的木材膠粘劑強度不足，提供了一種以淀 粉為主體，降解糊化后與醋酸乙烯酯接枝共聚改性，然后加入堅木栲膠和固化劑復配的木 材膠粘劑及其合成方法。本發(fā)明的無醛木材膠粘劑以淀粉為主要原材料，淀粉具有可再生、 無污染、成本低，可生物降解等優(yōu)點，利用淀粉作為主要原料制備木材用膠粘劑可以大大降 低不可再生資源石油等的用量，并降低成本；以水為分散介質(zhì)，使用方便，對環(huán)境無污染，對 被膠接材料無污染，常溫固化或熱壓均可、粘接強度較高，合成方法具有操作簡便，制備效 率高的特點。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種基于淀粉和堅木栲膠新型無醛木材膠粘劑，各成分及質(zhì)量百分數(shù)如下： 淀粉 30. 0%-35· 0% 堅木栲膠 2. 0%-3. 0% 質(zhì)量分數(shù)為30%氫氧化鈉溶液 0. 2%-0. 25% 消泡劑 （λ 1%-0· 15%

【權(quán)利要求】
1. 一種基于淀粉和堅木栲膠新型無醛木材膠粘劑，其特征在于，各成分及質(zhì)量百分數(shù) 如下： 淀粉 30. 0%-35. 0% 堅木栲膠 2. 0%-3. 0% 質(zhì)量分數(shù)為30%氫氧化鈉溶液 0. 2%-0. 25% 消泡劑 0? 1%-0. 15% 乳化劑 0? 1%-0. 15% 緩沖劑 0. 1%-0. 15% 引發(fā)劑 0.05%-0.08% 醋酸乙烯酯 5. 0%-8. 0% 甲基丙烯酸 0. 5%-0. 8% 尿素 0? 5%-0. 8% 硼酸 0? 05%-0. 1% 納米硅溶膠 0? 3%-0. 35% 增塑劑 0? 2%-0. 3% 防腐劑 0. 2-0. 3% 水 60. 7%-50. 57%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于淀粉和堅木栲膠新型無醛木材膠粘劑，其特征在 于：所述淀粉由玉米淀粉、錯質(zhì)玉米淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉、小麥淀粉的一種或多種按 照任意配比混合組成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于淀粉和堅木栲膠新型無醛木材膠粘劑，其特征在 于：所述乳化劑由磺基琥珀酸酯衍生物、RHODIAPEX CO-436、丙烯酰胺基異丙基磺酸、辛基 酚聚氧乙烯（10)醚、烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽中的一種或多種按照任意配比混合組成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于淀粉和堅木栲膠新型無醛木材膠粘劑，其特征在 于：所述緩沖劑由碳酸氫鈉、醋酸鈉、磷酸二氫鈉中的一種或多種按照任意配比混合組成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于淀粉和堅木栲膠新型無醛木材膠粘劑，其特征在 于：所述納米硅溶膠為納米級二氧化硅顆粒在水中的分散液，納米級二氧化硅顆粒的質(zhì)量 分數(shù)為40-50%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于淀粉和堅木栲膠新型無醛木材膠粘劑，其特征在 于：所述增塑劑由伊士曼TXIB、巴斯夫Hexamoll DINCH、朗盛Mesamoll中的一種或多種按 照任意配比混合組成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于淀粉和堅木栲膠新型無醛木材膠粘劑，其特征在 于：所述防腐劑為羅門哈斯LXE殺菌劑。
8. -種權(quán)利要求1所述的基于淀粉和堅木栲膠新型無醛木材膠粘劑的制備方法，其特 征在于，該方法包括如下步驟： a、 將0. 05-0. 08重量份數(shù)的引發(fā)劑溶解于0. 95-1. 52重量份數(shù)水中，得到引發(fā)劑水溶 液；將4-6. 4重量份數(shù)的醋酸乙烯酯和0. 5-0. 8重量份數(shù)的甲基丙烯酸混合攪拌均勻，制成 4. 5-7. 2重量份的混合單體； b、 將剩余59. 75-49. 05重量份的水加入反應釜中，加入30-35重量份數(shù)的淀粉、 0. 2-0. 25重量份質(zhì)量分數(shù)為30%的氫氧化鈉溶液，升溫到170°C -180°c，使淀粉乳在堿性 環(huán)境中降解糊化20-30分鐘，降溫到50°C -60°C，用質(zhì)量分數(shù)為20%鹽酸將體系pH調(diào)節(jié)至 4-5 ;加入0. 1-0. 15重量份的乳化劑、0. 1-0. 15重量份的緩沖劑和0. 1-0. 15重量份的消泡 劑； c、 加入1-1. 6重量份的醋酸乙烯酯，再加入0. 4-0. 64重量份步驟a制備的引發(fā)劑水溶 液，乳化10-15分鐘后升溫至65°C -75°C ; d、 待冷凝器無回流、反應釜內(nèi)無霧狀后升溫至76°C -80°C，同時滴加4. 5-7. 2重量份步 驟a制備的混合單體和0. 5-0. 8重量份步驟a制備的引發(fā)劑水溶液，滴加時間1. 5-2小時； g、單體加完繼續(xù)反應10-20分鐘后，升溫至88°C -93°C，加入0. 1-0. 16重量份步驟a 制備的引發(fā)劑水溶液，保溫反應30-40分鐘后，降溫至50°C _60°C時加入0. 5-0. 8重量份的 尿素、0. 05-0. 1重量份的硼酸、0. 3-0. 35重量份的納米硅溶膠、0. 2-0. 3重量份的增塑劑、 0. 2-0. 3重量份的防腐劑和2-3重量份的堅木栲膠，攪拌20-30分鐘混合均勻，形成成品。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種方法，其特征在于：該方法在機械攪拌條件下進行，轉(zhuǎn)速 為180-230轉(zhuǎn)/分鐘。
【文檔編號】C09J11/08GK104312502SQ201410623340
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】劉維均, 羅平, 周閏陽, 陸斌, 徐建, 宋志強 申請人:臺州市頂立膠粘劑有限公司