[发明专利]一种水性无醛粘合剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粘合剂及其制备方法，属于天然高分子材料领域，也属于精细高分子化工领域。

背景技术

在自然界中，物质与物质的粘合性已经被广泛认识，蛋白质是能够充当这类起作用的粘合性物质。如在海洋中，蚌类蛋白的粘合性极强，即使是在湿的表面，也能形成很强的粘合作用，这类蛋白质被称为海洋粘合蛋白。因此，通过研究这类蛋白质的结构与性能之间的关系，利用仿生功能期望得到以蛋白质为主要成分的水性无醛粘合剂。自然界中，植物蛋白因具有可再生、易得、环境友好等多方面的优点，因此开发和利用植物蛋白具有深远的意义。大豆蛋白质是应用广泛的植物蛋白之一，是大豆榨油之后的副产品，大部分用于食品工业，在粘合剂、降解塑料等材料领域也得到应用。玉米蛋白粉也是一类植物蛋白，并且具有比大豆蛋白更低廉的价格，因此对其开发和利用具有更广阔的前景。淀粉是植物光合作用的产物，是自然界最丰富的天然高分子资源之一。植物蛋白和淀粉的粘合性能很早就得到认识并应用，但由于其用于粘合剂，存在强度不高、耐水性能不强、易发霉变质等缺点，因此实际应用得到了很大的限制。由于天然高分子特有的价廉、可再生、环境友好等优点，且因石油资源的日益紧张、原油价格持续上涨以及环境污染问题，基于可再生资源的天然高分子材料的研究和应用被广泛重视。对植物蛋白和淀粉粘合剂的研究成为研究热点，目前主要思路是通过物理和化学的方法改性制备出具有更高应用价值的植物蛋白或淀粉粘合剂。将大豆蛋白或淀粉与合成高分子共混制备粘合剂，如将淀粉与聚氨酯粘合剂复合，淀粉的羟基对聚氨酯粘合剂的性能具有一定的影响(Int.J.Adhes.Adhes.，2003，23，393-399；中国专利：200510016573)。利用淀粉与合成高分子制备淀粉改性复合高分子无毒聚合胶合剂(中国专利：200510033797)。采用低成本脱脂大豆粉为原料，通过蛋白定向变性技术和修饰技术，生产无毒性添加剂和无刺激性气味、粘结强度与醛类胶粘剂相仿的价廉质优的环保型胶粘剂(中国专利：200410002616)。通过将大豆蛋白与水性增强树脂进行共混，得到粘合强度和耐水性能均较好的木材粘合剂(美国专利：US0089418A1)。这些粘合剂在强度及性能方面得到了提高，但实际应用仍存在一些困难，如初粘力不高、固化时间长、易变质发霉等缺点，很难真正应用于实际。通过调节植物蛋白和淀粉链上的基团及高分子类型，同时添加一些助剂改善性能，以期将其获得更广泛地应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高粘接性能、成本低廉、环保的水性无醛粘合剂及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种水性无醛粘合剂，其特征在于它由质量浓度为5-70％的高分子树脂水溶液、质量浓度为15-40％的天然高分子物水溶液、无机填料和助剂原料混合而成；高分子树脂和天然高分子物所占高分子树脂、天然高分子物、无机填料和助剂原料(即固体干物料)总质量百分比为：20-80％，无机填料所占高分子树脂、天然高分子物、无机填料和助剂原料总质量百分比为：19.99-79.99％，助剂所占高分子树脂、天然高分子物、无机填料和助剂原料总质量百分比为：0.01-5％；其中高分子树脂、天然高分子物各占高分子树脂和天然高分子物的质量百分比为：高分子树脂5-95％、天然高分子物5-95％；

所述的天然高分子物为植物蛋白物、改性植物蛋白物、淀粉、改性淀粉中的任意一种或任意二种或任意二种以上的混合物，任意二种或任意二种以上混合时，为任意配比；或者天然高分子物为植物蛋白物和淀粉混合的改性物(按现有的碱性改性、酯化改性、醚化改性或氧化改性进行)，淀粉所占植物蛋白物和淀粉质量百分比为：1-70，植物蛋白物所占植物蛋白物和淀粉质量百分比为：30-99；

所述的无机填料为重晶石粉、石英粉、滑石粉、硅灰石粉中的任意一种或任意二种或任意二种以上的混合物，任意二种或任意二种以上混合时，为任意配比；所述的助剂为消泡剂、高效杀菌防霉剂、水性防沉剂中的任意一种或任意二种或任意二种以上的混合物，任意二种或任意二种以上混合时，为任意配比。

所述的高分子树脂为含季铵盐四元环的聚酰胺树脂，或季铵盐四元环的聚酰胺树脂与丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、醋酸乙烯酯树脂中的任意一种或任意二种或三种的混合物，其聚酰胺树脂占整个高分子树脂的质量百分比为：50-100，丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、醋酸乙烯酯树脂之间为任意配比。