[发明专利]一种乳液型木材用淀粉胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种乳液型木材用淀粉胶粘剂及其制备方法，属于胶粘剂制备技术领域。

背景技术

淀粉是自然界中含量极为丰富的有机化合物，具有来源广泛、价格低廉、可再生、可完全降解以及无污染等优点。淀粉经酸解、氧化、接枝共聚后可以制备出一种生产成本低廉，环保无污染木材用胶粘剂。目前的一些工艺制备出的淀粉胶的固形物含量、粘接强度和干燥速度还有待改善，以期得到更为广泛的应用。本发明针对现有工艺应用于制备高固含量淀粉胶时，提高淀粉用量和总固形物含量带来的体系粘度过高、接枝反应不均匀和储藏稳定性差等问题，通过优化酸解条件和引入二元种子聚合工艺，制备不同粒径的种子进行接枝共聚反应，使得种子与单体聚合成粒径大小不同的乳液粒子，以实现最大限度的利用空间并达到紧密堆积的状态，实现了以高浓度淀粉乳（40-50%）为原料制备出可稳定储藏的高固含量淀粉胶粘剂产品，其干燥速度、成膜性和粘接强度均得到了显著提高。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种乳液型淀粉胶粘剂，其配方为（以质量比计）：

所述淀粉为玉米淀粉、蜡质玉米淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉或马铃薯淀粉中的任一种或几种的组合。

所述酸是质量分数为36-38%的盐酸。

所述引发剂为过硫酸铵或者过硫酸钾。

所述接枝单体是醋酸乙烯酯、丙烯酰胺、丙烯酸或丙烯酸丁酯中的一种或几种的组合。

所述乳化剂是十二烷基硫酸钠、十二烷基苯环酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10（OP-10）、磷酸酯乳化剂中的一种或几种的组合。

所述稀释剂是尿素。所述改性剂是聚乙烯醇。所述消泡剂是磷酸三丁酯或辛醇。所述增塑剂是甘油或邻苯二甲酸酯类。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种所述乳液型淀粉胶粘剂的制备方法，特别是一种用于稳定制备高固形物含量淀粉胶粘剂的方法，技术方案为：以高浓度淀粉乳为主要原料，对其进行酸解预处理后向体系中加入引发剂和乳化剂，再缓慢滴加一定量的接枝单体进行乳液接枝共聚反应，制得种子乳液，从中取出一部分作为第二种子，其余作为第一种子，第二种子在一定温度下保持恒速搅拌，向第一种子乳液体系内加入引发剂和乳化剂并缓慢滴加接枝单体，反应一段时间后后向体系中加入第二种子，同时补加引发剂和乳化剂，并缓慢滴加剩余的接枝单体，然后加热糊化，添加助剂，最终得到一种高固形物含量的淀粉胶粘剂。

所述述乳液型淀粉胶粘剂的制备方法的具体步骤为：

（1）将淀粉与酸溶液配成以淀粉干基计40～50%的高浓度淀粉乳；

（2）在55℃～65℃酸解1～2.5h，然后用0.1-0.5mol/L的氢氧化钠调节pH至3.5-4.5；

（3）加入占引发剂总添加量40-60%的引发剂、占乳化剂总添加量40-60%的乳化剂，缓慢滴加占接枝单体总添加量10-30%的接枝单体，控制温度在60～70℃反应0.5-1.5h，然后从乳液中取出占总体积10～24%的乳液作为第二种子，保持30℃～45℃恒速搅拌，剩余部分作为第一种子；

（4）向第一种子中加入占引发剂总添加量10%-30%的引发剂、占乳化剂总添加量10%-30%的乳化剂，继续缓慢滴加占接枝单体总添加量30%-60%的接枝单体，控制温度在65℃～75℃反应1.5-2.5h；

（5）向反应后的第一种子中加入第二种子，并加入剩余的引发剂、乳化剂，继续滴加剩余的接枝单体，控制温度在65℃～75℃反应1-2h；

（6）将接枝共聚改性后的乳液调节pH至pH5.5～6.5，加入改性剂聚乙烯醇，升温至80～90℃，保温0.5-1h，降温至50℃，依次加入增塑剂、消泡剂和稀释剂，搅拌0.5-1h后继续降温至30℃出料，包装即得成品的高固形物含量乳液型木材用淀粉胶粘剂。

所述第二种子乳液恒速搅拌的装置可以采用机械搅拌或磁力搅拌，转速控制在80-150转/分钟。

所述改性剂用水配置为质量浓度10g/100g的溶液再加入体系中。