[发明专利]人造板用生物油-淀粉-乙二醛树脂胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于人造板胶粘剂技术领域，涉及一种无醛人造板用生物油-淀粉-乙二醛树脂胶粘剂的制备方法，尤其涉及一种低成本、高性能、绿色环保、人造板用淀粉基胶粘剂的制备方法。

技术背景

当前人造板工业用胶粘剂主要以“三醛”胶粘剂为主（脲醛树脂胶粘剂、酚醛树脂胶粘剂、三聚氰胺-甲醛共缩聚树脂胶粘剂），“三醛”胶粘剂的主要原料严重依赖不可再生的化石资源；在“三醛”胶粘剂生产，人造板制造及其制备使用过程中，会有甲醛、苯酚等有毒有害物质释放，造成生产车间、室内空间污染，危害人体健康；“三醛”胶粘剂难以降解，污染环境。目前，以生物质原料制备绿色环保型人造板用可降解胶粘剂已成为人造板胶粘剂研究的重点，其中淀粉基胶粘剂极具开发潜力。

很多科研人员展开了绿色环保型人造板用淀粉基胶粘剂的研究。CN101323762A提供了一种以淀粉与PVA共混，加入络合剂和交联剂值得淀粉基胶粘剂主剂，以多异氰酸酯为固化剂，制得无醛的淀粉基胶粘剂，可替代脲醛树脂用于制备胶合板，但多异氰酸酯挥发性大，对生产环境有一定污染。CN101157833A发明了以玉米淀粉为主要原料，向制备的淀粉基水性高分子-异氰酸酯胶粘剂主剂中加入固化剂聚异氰酸酯，得到了一种无醛淀粉基胶粘剂，但这种胶粘剂主要原料为食用玉米淀粉容易造成资源紧缺，大面积推广受限。CN101857787A提供了一种利用制备的生物油酚醛树脂改性复合变性淀粉乳液，来制备淀粉基胶粘剂的方法，但胶粘剂中生物油酚醛树脂的比例较高，其中存在苯酚这种有毒有害物质，对环境有一定污染。CN102010678A中提供了一种以变性淀粉、苯酚和生物油进行聚合制备制得生物油-苯酚-淀粉树脂，再加入制备的淀粉基交联剂，得到一种无醛淀粉基胶粘剂，但胶粘剂中含有一定量的苯酚，对环境有一定污染；淀粉变性过程中加入价格昂贵的氧化剂高碘酸盐，致使胶粘剂成本偏高。CN101805568A提供了一种利用复合变性淀粉与精致生物油反应，再加入聚乙烯醇，并采用乙二酸对其酯化交联，得到胶粘剂主剂，再加入固化剂制得一种绿色环保的胶粘剂，但复合变性淀粉制备时使用了大量价格昂贵的氧化剂高碘酸盐，致使胶粘剂成本偏高。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种人造板用生物油-淀粉-乙二醛树脂胶粘剂及其制备方法，以解决目前人造板用胶粘剂原料对化石资源依赖程度高，环保和可降解性能差等问题。具有低成本、高性能、绿色环保的特点。

为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提出的生物油-淀粉-乙二醛树脂胶粘剂，其特征在于，该胶粘剂由生物油，机械活化淀粉，乙二醛，乙二酸，氧化剂和水制成的主剂中加入由固化剂和填充剂组成的助剂制成；其中的各原料组分质量份如下：

主剂：生物油20~40份，机械活化淀粉30~50份，乙二醛10~20份，乙二酸8~12份，水50份，氧化剂0.8~1.0份；

助剂：固化剂聚异氰酸酯4~8份，填充剂15~25份。

所述生物油为在隔绝空气或缺氧的条件下，采用中等反应温度（500~650℃）、高加热速率（103~105℃/s）和极短气体停留时间（小于2s）的条件下将生物质（包括：木粉，农作物秸秆，树皮，果壳等）进行热化学转化得到的液态产物；机械活化淀粉是由球磨机对原淀粉进行机械球磨30~110min后制得，原淀粉可以是含水率12-15%的玉米淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉中的任意一种；乙二醛为浓度40%的水溶液；乙二酸为浓度30%的水溶液；氧化剂可以是过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的任意一种；固化剂为98%的聚异氰酸酯，调pH用酸为浓度3%的盐酸，调pH用碱为浓度8%氢氧化钠溶液；填充剂可以为轻质碳酸钙、膨润土、高岭土、蒙脱土中的任意一种。

本发明提出的生物油-淀粉-乙二醛树脂胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

第一步：向30~50份机械活化30~110min的淀粉中加入50份水，配制成35~50%的淀粉乳液，加热升温到55~65℃后保温；

第二步：向淀粉乳液中加入0.8~1.0份氧化剂，用浓度为3%盐酸调PH到3-4，在55~65℃温度下酸解氧化40~60min，得到酸解氧化淀粉乳液；

第三步：向酸解氧化淀粉乳液中加入20~40份生物油，用浓度8%氢氧化钠溶液调pH至4~6，在55~65℃温度下反应50~70min；再加入10~20份乙二醛，控制pH在4~5之间，在55~65℃温度下继续反应60~80min；