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CN111303798B - 一种人造板用无甲醛胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

一种人造板用无甲醛胶粘剂及其制备方法 Download PDF

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CN111303798B CN201911188939.4A CN201911188939A CN111303798B CN 111303798 B CN111303798 B CN 111303798B CN 201911188939 A CN201911188939 A CN 201911188939A CN 111303798 B CN111303798 B CN 111303798B
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Abstract

本发明涉及胶粘剂技术领域，尤其是一种人造板用无甲醛胶粘剂及其制备方法。该种人造板用无甲醛胶粘剂，主要原料为生物质胶、硼酸钠、乙二醇、聚乙烯醇、尿素、甘油和水，其中生物质胶包括槐豆胶、刺云实胶和罗望子胶，所述槐豆胶、刺云实胶和罗望子胶的重量比为7‑9：3‑5：1‑3。本发明的一种人造板用无甲醛胶粘剂及其制备方法，不掺杂甲醛，槐豆胶和罗望子胶膨化后活性增强，质地更细腻，有利于你均匀非分散，增强胶质细腻均匀度，刺云实胶、硼酸钠、乙二醇、聚乙烯醇、尿素、甘油和水混合后雾化喷入85‑90℃下搅拌状态的盛有槐豆胶和罗望子胶的均质胶液中，有利于充分混合以及各物质间快速均匀地分布，使得在喷雾降温过程中胶质粘性快速增加。

Description

一种人造板用无甲醛胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶粘剂技术领域，尤其是一种人造板用无甲醛胶粘剂及其制备方法。
背景技术
胶粘剂工业是全世界发展较快的精细化工产业之一，随着经济的发展、人们环保意识的增强，越来越受到世界各国的关注，作为多行业共性产品与技术，无毒无害、环境友好、可降解等胶粘剂性能的全新社会需求，使得以天然生物质材料为原料，获得各种环境兼容性高、制作成本低、经济实用的绿色胶粘剂产品与技术，成为当今胶粘剂领域研究热点。
用于木材粘接的胶粘剂大多数种类中含有甲醛，含有甲醛的木质产品会对人体的健康造成严重的影响；不含甲醛的生物质胶粘剂成为一个很重要的研究方向。
中国专利申请CN106590523A公开的一种大豆基无甲醛胶粘剂及其应用方法中，该大豆基无甲醛胶粘剂包括以下按质量百分数计的组份：大豆胶30～90％和无机胶10～70％。该胶粘剂胶接强度高、耐水性好，可有效降低生产成本，在人造板行业和家具制造业上具有优异的市场推广应用前景。但是该种粘胶剂仍存在粘性有点提高，对木板的粘结强度不强的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种人造板用无甲醛胶粘剂及其制备方法，克服前述现有技术的不足提高无甲醛胶粘剂的粘性和其对人造板的粘合强度。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种人造板用无甲醛胶粘剂，主要原料为生物质胶、硼酸钠、乙二醇、聚乙烯醇、尿素、甘油和水，其中生物质胶包括槐豆胶、刺云实胶和罗望子胶，所述槐豆胶、刺云实胶和罗望子胶的重量比为（7-9）：（3-5）：（1-3）。
优选的，所述原料添加的重量份数为：生物质胶20-30份、硼酸钠1-5份、乙二醇10-15、聚乙烯醇8-12、尿素8-15、甘油5-10份和水50-100份。
优选的，所述罗望子胶的制备方法主要包括如下步骤：取罗望子种子粉碎至80-100目，粉碎后的罗望子种子粉末与水按重量比（1-3）：8混合，85-90℃下以100-135r/min搅拌10-15min，过滤收集滤液后浓缩至原体积的1/3-1/5，浓缩后按照1:(2.2-2.5)的体积比与乙醇混合后进行醇沉，醇沉结束后过滤收集沉淀，沉淀物于90-100℃下脱水干燥至水分含量＜6%，干燥后的沉淀物粉碎至60目，即得。
一种人造板用无甲醛胶粘剂的制备方法，包括如下制备步骤：
（1）称取规定重量份数的槐豆胶和罗望子胶，将槐豆胶和罗望子胶在压力30-35MPa，温度40-45℃下进行挤压膨化，得膨化后的槐豆胶和罗望子胶；
（2）将步骤（1）中膨化后的槐豆胶和罗望子胶置于反应釜中，称取规定重量份数的水，将7/10的水置于反应釜中，常温下100-135r/min搅拌，边搅拌边加热，以5℃/min的速度加热至85-90℃，保温20-30min，保温过程中持续搅拌；
（3）称取规定重量份数的刺云实胶、硼酸钠、乙二醇、聚乙烯醇、尿素、甘油后混合，向混合物中添加步骤（2）中剩余3/10的水，常温下180-220r/min搅拌20-40min，将搅拌后的混合液输送到雾化喷嘴进行雾化，雾化后的微小液滴喷入步骤（2）保温状态下的槐豆胶和罗望子胶混合物中；
（4）步骤（3）操作完后继续对反应釜内物料进行搅拌，搅拌速度为300-350r/min，搅拌至反应釜内物料降温至25-30℃，即得。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种人造板用无甲醛胶粘剂及其制备方法，不掺杂甲醛，通过优化的槐豆胶、刺云实胶和罗望子胶复配，协同硼酸钠、乙二醇、聚乙烯醇、尿素、甘油和水，形成胶质均匀，粘弹性高，对人造板粘合牢固的胶粘剂；槐豆胶和罗望子胶膨化后活性增强，质地更细腻，有利于你均匀非分散，增强胶质细腻均匀度，刺云实胶、硼酸钠、乙二醇、聚乙烯醇、尿素、甘油和水混合后雾化喷入85-90℃下搅拌状态的盛有槐豆胶和罗望子胶的均质胶液中，有利于充分混合以及各物质间快速均匀地分布，使得在喷雾降温过程中胶质粘性快速增加。
具体实施方式
实施例1
一种人造板用无甲醛胶粘剂，主要由以下重量份数的原料组成：生物质胶25份、硼酸钠4份、乙二醇12份、聚乙烯醇10份、尿素12份、甘油7份和水80份，其中生物质胶包括槐豆胶、刺云实胶和罗望子胶，所述槐豆胶、刺云实胶和罗望子胶的重量比为8：3：
本实施例中，所述罗望子胶的制备方法主要包括如下步骤：取罗望子种子粉碎至80-100目，粉碎后的罗望子种子粉末与水按重量比1:4混合，85℃下以120r/min搅拌12min，过滤收集滤液后浓缩至原体积的1/4，浓缩后按照1:2.3的体积比与乙醇混合后进行醇沉，醇沉结束后过滤收集沉淀，沉淀物于95℃下脱水干燥至水分含量＜6%，干燥后的沉淀物粉碎至60目，即得。
一种人造板用无甲醛胶粘剂的制备方法，包括如下制备步骤：
（1）称取规定重量份数的槐豆胶和罗望子胶，将槐豆胶和罗望子胶在压力33MPa，温度42℃下进行挤压膨化，得膨化后的槐豆胶和罗望子胶；
（2）将步骤（1）中膨化后的槐豆胶和罗望子胶置于反应釜中，称取规定重量份数的水，将7/10的水置于反应釜中，常温下120r/min搅拌，边搅拌边加热，以5℃/min的速度加热至85℃，保温25min，保温过程中持续搅拌；
（3）称取规定重量份数的刺云实胶、硼酸钠、乙二醇、聚乙烯醇、尿素、甘油后混合，向混合物中添加步骤（2）中剩余3/10的水，常温下200r/min搅拌30min，将搅拌后的混合液输送到雾化喷嘴进行雾化，雾化后的微小液滴喷入步骤（2）保温状态下的槐豆胶和罗望子胶混合物中；
（4）步骤（3）操作完后继续对反应釜内物料进行搅拌，搅拌速度为330r/min，搅拌至反应釜内物料降温至28℃，即得。
实施例2
一种人造板用无甲醛胶粘剂，其特征在于：主要由如下重量份数原料组成：生物质胶20份、硼酸钠1份、乙二醇10、聚乙烯醇8、尿素8、甘油5份和水50份，其中生物质胶包括槐豆胶、刺云实胶和罗望子胶，所述槐豆胶、刺云实胶和罗望子胶的重量比为7：2：1。
本实施例中，所述罗望子胶的制备方法主要包括如下步骤：取罗望子种子粉碎至80-100目，粉碎后的罗望子种子粉末与水按重量比1：8混合，85℃下以100r/min搅拌15min，过滤收集滤液后浓缩至原体积的1/3，浓缩后按照1:2.3的体积比与乙醇混合后进行醇沉，醇沉结束后过滤收集沉淀，沉淀物于90℃下脱水干燥至水分含量＜6%，干燥后的沉淀物粉碎至60目，即得。
一种人造板用无甲醛胶粘剂的制备方法，包括如下制备步骤：
（1）称取规定重量份数的槐豆胶和罗望子胶，将槐豆胶和罗望子胶在压力30MPa，温度40℃下进行挤压膨化，得膨化后的槐豆胶和罗望子胶；
（2）将步骤（1）中膨化后的槐豆胶和罗望子胶置于反应釜中，称取规定重量份数的水，将7/10的水置于反应釜中，常温下100r/min搅拌，边搅拌边加热，以5℃/min的速度加热至85℃，保温20min，保温过程中持续搅拌；
（3）称取规定重量份数的刺云实胶、硼酸钠、乙二醇、聚乙烯醇、尿素、甘油后混合，向混合物中添加步骤（2）中剩余3/10的水，常温下180r/min搅拌40min，将搅拌后的混合液输送到雾化喷嘴进行雾化，雾化后的微小液滴喷入步骤（2）保温状态下的槐豆胶和罗望子胶混合物中；
（4）步骤（3）操作完后继续对反应釜内物料进行搅拌，搅拌速度为300r/min，搅拌至反应釜内物料降温至25℃，即得。
实施例3
一种人造板用无甲醛胶粘剂，主要由如下重量份数的原料组成：生物质胶30份、硼酸钠5份、乙二醇15、聚乙烯醇12、尿素15、甘油10份和水100份，其中生物质胶包括槐豆胶、刺云实胶和罗望子胶，所述槐豆胶、刺云实胶和罗望子胶的重量比为9：5：3。
本实施例中，所述罗望子胶的制备方法主要包括如下步骤：取罗望子种子粉碎至80-100目，粉碎后的罗望子种子粉末与水按重量比3：8混合，85℃下以135r/min搅拌10min，过滤收集滤液后浓缩至原体积的1/5，浓缩后按照1:2.5的体积比与乙醇混合后进行醇沉，醇沉结束后过滤收集沉淀，沉淀物于100℃下脱水干燥至水分含量＜6%，干燥后的沉淀物粉碎至60目，即得。
一种人造板用无甲醛胶粘剂的制备方法，包括如下制备步骤：
（1）称取规定重量份数的槐豆胶和罗望子胶，将槐豆胶和罗望子胶在压力35MPa，温度45℃下进行挤压膨化，得膨化后的槐豆胶和罗望子胶；
（2）将步骤（1）中膨化后的槐豆胶和罗望子胶置于反应釜中，称取规定重量份数的水，将7/10的水置于反应釜中，常温下135r/min搅拌，边搅拌边加热，以5℃/min的速度加热至85℃，保温20min，保温过程中持续搅拌；
（3）称取规定重量份数的刺云实胶、硼酸钠、乙二醇、聚乙烯醇、尿素、甘油后混合，向混合物中添加步骤（2）中剩余3/10的水，常温下220r/min搅拌20min，将搅拌后的混合液输送到雾化喷嘴进行雾化，雾化后的微小液滴喷入步骤（2）保温状态下的槐豆胶和罗望子胶混合物中；
（4）步骤（3）操作完后继续对反应釜内物料进行搅拌，搅拌速度为350r/min，搅拌至反应釜内物料降温至30℃，即得。
实施例4
一种人造板用无甲醛胶粘剂，主要由以下重量份数的原料组成：生物质胶22份、硼酸钠2份、乙二醇11、聚乙烯醇9、尿素10、甘油7份和水60份，其中生物质胶包括槐豆胶、刺云实胶和罗望子胶，所述槐豆胶、刺云实胶和罗望子胶的重量比为7：5：2。
本实施例中，所述罗望子胶的制备方法主要包括如下步骤：取罗望子种子粉碎至80-100目，粉碎后的罗望子种子粉末与水按重量比1：8混合，82℃下以110r/min搅拌14min，过滤收集滤液后浓缩至原体积的1/3，浓缩后按照1:2.4的体积比与乙醇混合后进行醇沉，醇沉结束后过滤收集沉淀，沉淀物于95℃下脱水干燥至水分含量＜6%，干燥后的沉淀物粉碎至60目，即得。
一种人造板用无甲醛胶粘剂的制备方法，包括如下制备步骤：
（1）称取规定重量份数的槐豆胶和罗望子胶，将槐豆胶和罗望子胶在压力32MPa，温度42℃下进行挤压膨化，得膨化后的槐豆胶和罗望子胶；
（2）将步骤（1）中膨化后的槐豆胶和罗望子胶置于反应釜中，称取规定重量份数的水，将7/10的水置于反应釜中，常温下110r/min搅拌，边搅拌边加热，以5℃/min的速度加热至85℃，保温22min，保温过程中持续搅拌；
（3）称取规定重量份数的刺云实胶、硼酸钠、乙二醇、聚乙烯醇、尿素、甘油后混合，向混合物中添加步骤（2）中剩余3/10的水，常温下190r/min搅拌35min，将搅拌后的混合液输送到雾化喷嘴进行雾化，雾化后的微小液滴喷入步骤（2）保温状态下的槐豆胶和罗望子胶混合物中；
（4）步骤（3）操作完后继续对反应釜内物料进行搅拌，搅拌速度为310r/min，搅拌至反应釜内物料降温至26℃，即得。
实施例5
一种人造板用无甲醛胶粘剂，主要由以下重量份数的原料组成：生物质胶28份、硼酸钠4份、乙二醇14、聚乙烯醇11、尿素13、甘油8份和水80份，其中生物质胶包括槐豆胶、刺云实胶和罗望子胶，所述槐豆胶、刺云实胶和罗望子胶的重量比为9：4：2。
本实施例中，所述罗望子胶的制备方法主要包括如下步骤：取罗望子种子粉碎至80-100目，粉碎后的罗望子种子粉末与水按重量比3：8混合，90℃下以130r/min搅拌12min，过滤收集滤液后浓缩至原体积的1/4，浓缩后按照1:2.4的体积比与乙醇混合后进行醇沉，醇沉结束后过滤收集沉淀，沉淀物于98℃下脱水干燥至水分含量＜6%，干燥后的沉淀物粉碎至60目，即得。
一种人造板用无甲醛胶粘剂的制备方法，包括如下制备步骤：
（1）称取规定重量份数的槐豆胶和罗望子胶，将槐豆胶和罗望子胶在压力34MPa，温度43℃下进行挤压膨化，得膨化后的槐豆胶和罗望子胶；
（2）将步骤（1）中膨化后的槐豆胶和罗望子胶置于反应釜中，称取规定重量份数的水，将7/10的水置于反应釜中，常温下130r/min搅拌，边搅拌边加热，以5℃/min的速度加热至88℃，保温22min，保温过程中持续搅拌；
（3）称取规定重量份数的刺云实胶、硼酸钠、乙二醇、聚乙烯醇、尿素、甘油后混合，向混合物中添加步骤（2）中剩余3/10的水，常温下210r/min搅拌25min，将搅拌后的混合液输送到雾化喷嘴进行雾化，雾化后的微小液滴喷入步骤（2）保温状态下的槐豆胶和罗望子胶混合物中；
（4）步骤（3）操作完后继续对反应釜内物料进行搅拌，搅拌速度为340r/min，搅拌至反应釜内物料降温至29℃，即得。
对比例1
对比例1的一种人造板用无甲醛胶粘剂与实施例1基本相同，其区别在于：所述槐豆胶、刺云实胶和罗望子胶的重量比为1:1:1。
对比例1的一种人造板用无甲醛胶粘剂的制备方法与实施例1相同。
对比例2
对比例2的一种人造板用无甲醛胶粘剂与实施例1基本相同，其区别在于：所述罗望子胶为购买。
对比例2的一种人造板用无甲醛胶粘剂的制备方法与实施例1相同。
对比例3
对比例3的一种人造板用无甲醛胶粘剂与实施例1相同。
对比例3的一种人造板用无甲醛胶粘剂的制备方法包括如下步骤：
（1）称取规定重量份数的槐豆胶和罗望子胶，将槐豆胶和罗望子胶在压力33MPa，温度42℃下进行挤压膨化，得膨化后的槐豆胶和罗望子胶；
（2）将步骤（1）中膨化后的槐豆胶和罗望子胶置于反应釜中，称取规定重量份数的水，将7/10的水置于反应釜中，常温下120r/min搅拌，边搅拌边加热，以5℃/min的速度加热至85℃，保温25min，保温过程中持续搅拌；
（3）称取规定重量份数的刺云实胶、硼酸钠、乙二醇、聚乙烯醇、尿素、甘油后混合，向混合物中添加步骤（2）中剩余3/10的水，常温下200r/min搅拌30min，将搅拌后的混合液倒入步骤（2）保温状态下的槐豆胶和罗望子胶混合物中；
（4）步骤（3）操作完后继续对反应釜内物料进行搅拌，搅拌速度为330r/min，搅拌至反应釜内物料降温至28℃，即得。
实验例1
对实验例1-5和对比例1-3制得的人造板用无甲醛胶粘剂的外观、粘度、干粘结强度、湿粘结强度、热压时间和游离甲醛进行检测，检测结果如表1所示：
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE002
由表1可以看出，本发明实施例1-5制得的的人造板用无甲醛胶粘剂不含粗颗粒物，质地细腻均匀，粘度介于36-39Pa.s，干粘结强度介于16-18MPa，湿粘结强度介于13-15MPa，热压时间介于2.5-3min，无游离甲醛释放；而对比例1制得的人造板用无甲醛胶粘剂由于未采用本发明优化后的生物质胶配比，其性能远低于本发明的实施例；对比文件2制得的人造板用无甲醛胶粘剂由于采用的罗望子胶为购买，而未采用本发明中罗望子胶的制备方法，导致其性能远低于本发明的实施例；对比例3的制备方法中刺云实胶、硼酸钠、乙二醇、聚乙烯醇、尿素、甘油混合后未经雾化直接加入到反应釜，导致其性能远低于本发明的实施例。综上所述，本发明的一种人造板用无甲醛胶粘剂及其制备方法，不掺杂甲醛，通过优化的槐豆胶、刺云实胶和罗望子胶复配，协同硼酸钠、乙二醇、聚乙烯醇、尿素、甘油和水，形成胶质均匀，粘弹性高，对人造板粘合牢固的胶粘剂；槐豆胶和罗望子胶膨化后活性增强，质地更细腻，有利于你均匀非分散，增强胶质细腻均匀度，刺云实胶、硼酸钠、乙二醇、聚乙烯醇、尿素、甘油和水混合后雾化喷入85-90℃下搅拌状态的盛有槐豆胶和罗望子胶的均质胶液中，有利于充分混合以及各物质间快速均匀地分布，使得在喷雾降温过程中胶质粘性快速增加。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (1)

1.一种人造板用无甲醛胶粘剂，其特征在于：各原料重量份数为：生物质胶20-30份、硼酸钠1-5份、乙二醇10-15、聚乙烯醇8-12、尿素8-15、甘油5-10份和水50-100份；其中生物质胶包括槐豆胶、刺云实胶和罗望子胶，所述槐豆胶、刺云实胶和罗望子胶的重量比为（7-9）：（3-5）：（1-3）；
所述罗望子胶的制备方法包括如下步骤：取罗望子种子粉碎至80-100目，粉碎后的罗望子种子粉末与水按重量比（1-3）：8混合，85-90℃下以100-135r/min搅拌10-15min，过滤收集滤液后浓缩至原体积的1/3-1/5，浓缩后按照1:(2.2-2.5)的体积比与乙醇混合后进行醇沉，醇沉结束后过滤收集沉淀，沉淀物于90-100℃下脱水干燥至水分含量＜6%，干燥后的沉淀物粉碎至60目，即得；
所述的人造板用无甲醛胶粘剂的制备方法，包括如下制备步骤：
（1）称取规定重量份数的槐豆胶和罗望子胶，将槐豆胶和罗望子胶在压力30-35MPa，温度40-45℃下进行挤压膨化，得膨化后的槐豆胶和罗望子胶；
（2）将步骤（1）中膨化后的槐豆胶和罗望子胶置于反应釜中，称取规定重量份数的水，将7/10的水置于反应釜中，常温下100-135r/min搅拌，边搅拌边加热，以5℃/min的速度加热至85-90℃，保温20-30min，保温过程中持续搅拌；
（3）称取规定重量份数的刺云实胶、硼酸钠、乙二醇、聚乙烯醇、尿素、甘油后混合，向混合物中添加步骤（2）中剩余3/10的水，常温下180-220r/min搅拌20-40min，将搅拌后的混合液输送到雾化喷嘴进行雾化，雾化后的微小液滴喷入步骤（2）保温状态下的槐豆胶和罗望子胶混合物中；
（4）步骤（3）操作完后继续对反应釜内物料进行搅拌，搅拌速度为300-350r/min，搅拌至反应釜内物料降温至25-30℃，即得。
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