[发明专利]一种改性淀粉基木材用胶粘剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化工和高分子材料领域，特别是涉及一种改性淀粉基木材用胶粘剂及制备方法.

背景技术：

我国的林业资源匮乏，为了弥补木材资源的不足，人造板行业发展迅速，因此带动了木材胶粘剂工业的蓬勃发展。据统计，2007年我国的木材胶粘剂的总用量为300多万吨，且逐年上升。当前我国主要使用的是由脲醛树脂或酚醛树脂为主体制备的胶粘剂，但是这两种胶粘剂最严重的问题是在使用过程中会产生游离甲醛，对环境和身体健康带来严重影响(参考文献刘玉环，阮容生，郑丹丹等.淀粉基木材胶粘剂研究现状与展望.化学与黏合，2005(27)：358～361.)。解决的方法主要有两种：(1)降低甲醛用量或添加间苯二酚、三聚氰胺等甲醛捕捉剂降低游离甲醛含量，美国的一项专利通过加入三聚氰胺对脲醛树脂进行改性，制得了低甲醛含量的三聚氰胺-尿素-甲醛树脂，当三聚氰胺用量为尿素的14％时，用其压制的人造板材甲醛释放量达到了E₀级标准，其粘接强度及耐水性也与普通脲醛树脂胶粘剂相当(参考文献Breyer Robert A；Hollis.Low mole ratio melamine-ureaformaldehyde resin[P].US5,681,917，March 16，1997.)；(2)不添加甲醛，另选其他树脂或添加剂，彻底消除游离甲醛的存在。淀粉和聚乙烯醇是两种环保并被广泛用于胶粘剂的原料，李春海等(参考文献李春海，徐汝春等.快干型淀粉/聚乙烯醇胶粘剂研究.中国胶粘剂，2006(13)：33～34.)用淀粉和聚乙烯醇制备了快干型木材用胶粘剂；但由于淀粉和聚乙烯醇的亲水基团过多，所以导致其耐水性不高，经热水浸泡后，其制得的板材会出现开裂的现象。而对淀粉及聚乙烯醇预处理及加入引发剂降解PVA可一定程度提高胶粘剂的剪切强度和耐水性，但还是不能达到木材用胶粘剂的要求。通过加入高分子改性剂等可提高胶粘剂的耐水性，时君友、李文娟(参考文献时君友，李文娟.以聚乙烯醇接枝淀粉为主剂的API胶粘剂.粘接，2005(26)：21～23.)在淀粉/聚乙烯醇接枝淀粉的主剂中加入PAPI(多苯基多亚甲基多异氰酸酯)进行改性，明显改善了胶粘剂的耐水性。但由于PAPI的-NCO基团能跟水反应生成脲和聚脲，导致胶粘剂的粘度增加、化学稳定性变差，所以加入量非常少，对胶粘剂的性质改变不大。随着人们对居住环境和身体健康要求的提高，开发一种环保无毒、性能优越的木材用胶粘剂已成为推动木材行业发展的必须。

发明内容：

为解决当前胶合板用胶的存在的主要问题，本发明采用淀粉和聚乙烯醇为主要原料，将淀粉进行糊化、氧化处理后再与聚乙烯醇接枝制得胶粘剂主剂，再加入水性SBS乳液等高分子化合物对其进行改性，再加入适量的助剂后，制得了无游离甲醛的环保型木材用胶粘剂。

本发明提供的一种改性淀粉基木材用胶粘剂的原料及配比如下：

(1)淀粉为马铃薯淀粉、玉米淀粉或糯米粉，优选糯米粉；

(2)聚乙烯醇(PVA)为使用牌号为1788或1799的工业品，优选牌号1799；

聚乙烯醇与淀粉的质量比为1:0.3～0.7，优选1:0.4～0.5，两者总量占胶粘剂中水用量的20～50wt％，优选20～30wt％；

(3)淀粉的氧化剂为次氯酸钾、高锰酸钾或双氧水，用量为淀粉的1～5wt％，优选2～3wt％；

(4)引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵，用量为PVA用量的0.1～1wt％，优选0.2～0.5wt％；

(5)改性剂为水性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)三嵌段共聚物乳液或环氧化SBS乳液、丙烯酸或丙烯酸酯改性的亲水性SBS乳液、三聚氰胺-甲醛树脂、醚化或磺化三聚氰胺-甲醛树脂、尿素改性三聚氰胺-甲醛树脂或有机硅改性三聚氰胺-甲醛树脂；改性剂用量为胶粘剂主剂总量的2～10wt％，优选5～10wt％，其中胶粘剂主剂为糊化、氧化处理的淀粉与PVA接枝反应制得的产物；

(6)乳化剂为非离子型乳化剂OP-10、阴离子型乳化剂十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠；用量为胶粘剂主剂的0.1～1wt％，优选0.5～1wt％。

(7)填料为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、二氧化硅粉、硅石粉、硅藻土、膨润土、云母粉、凹凸棒土、高岭土、木粉或面粉，粒度为200～300目，填料的作用是调节一种改性淀粉基木材用胶粘剂的固含量，其中固含量为一种改性淀粉基胶粘剂中除水以外其他原料所占的质量分数，填料用量为：把一种改性淀粉基木材用胶粘剂的固含量调至50±2wt％。

本发明提供的一种改性淀粉基木材用胶粘剂的制备方法的步骤和条件如下：

(1)淀粉的糊化、氧化：