[发明专利]一种改性淀粉木材胶粘剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域：

本发明涉及一种木材粘胶剂的生产方法，具体涉及一种改性淀粉木材胶粘剂及其制备方法和应用。

背景技术：

木材工业是胶粘剂的最大应用领域，胶合板、刨花板、家具、纤维板等人造板使用约占90%的木材胶粘剂，所占比重最大。目前，人造板使用的胶粘剂基本上是“三醛胶”，即脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺－甲醛等传统合成胶，但是“三醛胶”在生产和使用过程中所释放出的游离甲醛会对环境造成严重污染。       

淀粉是生物质资源，韧性好，使用方便，粘接强度高，价格低廉且无毒环保，具有较好的开发潜力和应用前景，但因其耐水性能欠佳，初粘接力低、易于霉变等原因在木材加工领域很少应用。

专利号为200710032552.0的发明专利公开了一种氧化淀粉改性酚醛树脂木材胶粘剂及其制备方法和应用，其将淀粉进行改性后克服了淀粉本身存在的缺陷，使其适合用于制备木材胶粘剂，但仍存在以下几点不足：

1）、调配出的淀粉浆浓度较低，导致需要后脱水处理；

2）、酚醛树脂低聚物与氧化淀粉酶解物的质量比为1:1~9:1，木材胶粘剂中主要成分仍为酚醛树脂胶，淀粉浆的加入量少，生产成本较高；

3）、在制备过程中需多次进行升温降温，其工艺繁琐，不够节能；

4）、生产出的木材胶粘剂需经过脱水、脱酚及脱醛处理，会对环境造成污染。

发明内容：

本发明为克服现有技术的不足，提供了一种改性淀粉木材胶粘剂及其制备方法和应用，其生产工艺简洁、粘接能力强、节能环保，利用本木材粘胶剂制作的胶合板的甲醛挥发量为0.9毫克/升，符合国家标准E1级的要求，按Ⅰ类胶合板检测方法检测，胶合强度为1.1MPa。

本发明的制备方法由以下步骤构成：

a、淀粉的水解改性，用水把淀粉配制成质量浓度为35-45%的淀粉浆，再向其内加入淀粉水解助剂进行水解1~5小时，水解温度控制在35~50℃，其中淀粉水解助剂质量为淀粉质量的0.01~2%；

b、淀粉的氧化改性，在上述水解后的淀粉浆中加入硫酸盐作为催化剂，缓慢加入氧化剂，反应10~50分钟后，缓慢加入质量浓度为45%的氢氧化钠溶液进行搅拌，搅拌均匀后，停止搅拌，反应至气泡消失，重新启动搅拌，其中硫酸盐质量为淀粉质量的0.1~1%、氧化剂质量为淀粉质量的5~10%、氢氧化钠溶液质量为淀粉质量的20~30%；

c、淀粉的糊化改性，把氧化后的淀粉浆升温到88-92℃，保温20-30分钟，

制得改性淀粉胶；

d、淀粉的掺混改性，取水溶性的热固性酚醛树脂胶加到改性淀粉胶中，

搅拌30~50分钟后降温冷却到50℃，得到改性淀粉木材胶粘剂，其中改性淀粉胶的质量占木材胶粘剂质量的50~70%，热固性酚醛树脂胶的质量占木材胶粘剂质量的30~50%。

所述a步骤中的淀粉水解助剂为酵母、盐酸、硫酸或真菌淀粉酶。

所述b步骤中的氧化剂为有效氯质量含量为8%的次氯酸钠或质量浓度为30%的双氧水。

所述b步骤中的硫酸盐为硫酸亚铁、硫酸铜或硫酸镍。

所述d步骤中的所述d步骤中的改性淀粉胶的质量占木材胶粘剂质量的70%，热固性酚醛树脂胶的质量占木材胶粘剂质量的30%。

按上述方法制得的改性淀粉木材胶粘剂的粘度为600~2200mPs，固含量为38~42%，外观为黑棕色，用此改性淀粉木材胶粘剂制得的胶合板的甲醛挥发量为0.9毫克/升，符合国家标准E1级的要求，按Ⅰ类胶合板检测方法检测，胶合强度为1.1MPa。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1）、利用改性淀粉制备木材胶粘剂，使淀粉经改性后在木材加工领域得到了应用，扩大了淀粉的使用范围，同时也减少了木材胶粘剂对石油资源的依赖。

2）使用本发明制备的木材胶粘剂制作出的胶合板耐水性能优于脲醛胶制作的胶合板，在建筑模板领域可以减少模板使用量，从而减少木材采伐量。

3）用本方法制备的胶粘剂，主要成份为淀粉，生产成本很低，可代替“三醛胶”在实际生产中应用。

4）在制备过程中只需一次升温降温，无需进行脱水、脱酚及脱醛处理，既节省了工艺步骤、缩短加工时间，又不会对环境造成污染，符合环保要求，工艺简洁、节省能源。

5）、生产出的木材胶粘剂可制得Ⅰ类胶合板，板材甲醛挥发量小于1.5毫克/升，达到E1级要求。

具体实施方式：