[发明专利]一种生物油-淀粉胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于木材加工中人造板技术领域，具体涉及一种生物油-淀粉胶粘剂及其制备方法。

技术背景

近年来，人造板行业用胶粘剂的发展趋势是绿色环保、成本低廉、性能优良、节约能源及无溶剂化方向。而在目前人造板市场上，传统的三醛类胶粘剂(脲醛树脂胶粘剂、酚醛树脂胶粘剂和三聚氰胺树脂胶粘剂)仍然占据主导地位，由于三醛类胶粘剂易释放出甲醛等有害物质，导致人类健康和社会自然环境受到威胁，因此目前人类迫切需要开发出一种新型环保胶粘剂，使之既能实现环境友好的目的，又能给社会带来一定的经济效益。在这种情况下，淀粉基木材胶粘剂应运而生。

淀粉是天然的高分子聚合物，具有大量的羟基等活性基团，这为制备胶粘剂奠定了良好的基础。目前已经研究出多种淀粉基木材胶粘剂，王新波等(参考文献王新波，吴佑实.尿素-双醛淀粉胶粘剂的制备.精细与化学专用品，2003，13.)首先将淀粉进行双醛化处理，然后将制得的双醛淀粉与尿素在酸性条件下反应，最后加入硼砂进行络合，从而制得木材用淀粉基胶粘剂；利用这种方法制备出的胶粘剂尽管其性能符合国标要求，但是由于其主要原料为尿素，因此仍然摆脱不了胶粘剂对化石资源的依赖。时君友等(时君友，王淑敏.玉米淀粉改性API胶研究.中国胶粘剂，2006，1.)先将淀粉进行酸解、氧化处理，在引发剂过硫酸铵的作用下与丙烯酰胺接枝制成复合变性淀粉，然后在乙二酸存在的条件下加入聚乙烯醇与淀粉发生酯化反应制得淀粉胶粘剂主剂，最后加入交联剂-聚合异氰酸酯制备出人造板用淀粉胶粘剂；采用这种方法制备出的胶粘剂胶合强度及耐水性都比较高，但是由于其原料为玉米淀粉容易造成资源紧缺，不适合大面积推广，另外在该胶粘剂的制备过程中加入的辅助试剂较多，操作复杂，从而导致胶粘剂的制备成本较高，市场竞争力较差。

随着石化资源的日益枯竭，开发一种以可再生资源为原料的绿色环保、性能优良、价格低廉的新型胶粘剂已经成为推动木材行业发展的必须。

发明内容：

本发明的目的是针对上述不足，提出采用淀粉和生物油为主要原料，分别对淀粉进行酸解、氧化处理，对生物油进行精制提纯处理之后，使两者在酸性条件下进行反应，在加入聚乙烯醇进行接枝，最后加入硼砂和异氰酸酯交联，制得新型环保木材用淀粉胶粘剂。

实现本发明目的的技术方案是：

生物油-淀粉胶粘剂属于双组分胶粘剂，主剂、交联剂分别由下述重组分的原料组成：

主剂：

浓度为35％～40％的酸解、氧化淀粉100份，精制生物油30～40份，聚乙烯醇溶液50～150份，乙二酸溶液30～40份。

络合剂和固化剂：

水性二异氰酸酯20～30份；硼砂1.2～4.8份。

所述的浓度为35％～40％的酸解氧化淀粉乳液由下述重量份的原料组成：木薯淀粉35～40份，浓度0.3～0.5mol/L的无机酸60～65份，浓度为0.6mol/L的氧化剂高碘酸钠40～65份。制备酸解、氧化淀粉乳液所用的原料中，无机酸可以是盐酸或硫酸；聚乙烯醇溶液是浓度为8％或12％的水溶液；乙二酸是浓度为30％的水溶液。制备过程中使用的PH调节剂10％的NaOH或5％的盐酸。

所述的交联剂水性二异氰酸酯是浓度为98％的甲苯-二异氰酸酯。

将上述各原料制成本发明的生物油-淀粉胶粘剂的制备方法是：

①淀粉的酸解、氧化：

将35-40份木薯淀粉加入到60～65份浓度0.3～0.5mol/L的盐酸中，配制成浓度为35％～40％的淀粉乳液，调PH到1～2，将该乳液加入到有冷凝管和温度计的三口烧瓶中，保持搅拌下升温到35℃～80℃，恒温酸解反应1～3小时，调PH值到5～6，然后添加浓度为0.6mol/L的高碘酸钠溶液40～65份，在温度为35℃-80℃时氧化反应1～3小时，加入适量的亚硫酸氢钠溶液终止氧化反应，即制得酸解氧化淀粉；

②生物油精制提纯：