專利名稱：一種利用聚酯回收料合成木材加工用水性膠粘劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用聚酯回收料合成木材加工用水性膠粘劑的制備方法
背景技術(shù)：
日常生活和生產(chǎn)中產(chǎn)生的大量的聚酯回收料不僅造成環(huán)境污染，而且引起了極大 的材料浪費(fèi)。因此，大力回收聚酯廢料進(jìn)行綜合利用，在經(jīng)濟(jì)上和環(huán)保考慮上具有很大的價(jià)值。隨著歐美國家的聚氨酯市場上出現(xiàn)了大量的由滌綸廢料制得的聚多元醇，成本低 廉的聚酯廢料醇解合成聚酯多元醇技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，但利用聚酯回收料合成的聚酯 多元醇制備的膠粘劑也有報(bào)道，例在US 7，157，139中設(shè)計(jì)了兩步反應(yīng)第一步用回收PET 料與以外的所有單體合成端羥基或端羧基的改性用聚合物，第二步與PET或其它縮聚物進(jìn) 行酯交換反應(yīng)，得到聚酯膠粘劑。目前，雖然可用于木材工業(yè)的膠粘劑種類很多，但目前主要是“三醛膠”占主導(dǎo)地 位，占整個(gè)木材工業(yè)膠粘劑用量的90%左右。然而“三醛膠”在使用過程中釋放甲醛，嚴(yán)重 危害到人們的身體健康，研究開發(fā)高效、環(huán)境友好并且價(jià)格低廉的膠粘劑的成為了木材工 業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。本發(fā)明主要是由聚酯回收料合成的聚酯型木材加工用的水性膠粘劑， 不僅環(huán)保經(jīng)濟(jì)，而且具有優(yōu)良的耐水解性能、粘接強(qiáng)度和耐熱性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種利用回收聚酯廢料合成水性膠粘劑的制備方法，屬于木材加工膠 粘劑領(lǐng)域。其目的在于利用聚酯回收料的醇解回收技術(shù)，合成的聚酯多元醇具有對苯二甲 酸的鏈段，因此由本發(fā)明中的聚酯多元醇制得的水性聚酯材料具有優(yōu)良的耐水解性能，同 時(shí)具有經(jīng)濟(jì)環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用在木材加工膠粘劑領(lǐng)域具有優(yōu)異的粘接強(qiáng)度且耐熱性好。本發(fā)明的聚酯回收料合成木材加工用水性膠粘劑是由聚酯回收料醇解合成的水 性聚酯多元醇或聚酯多元酸的水溶液或水分散液，與特殊結(jié)構(gòu)的交聯(lián)劑相混合制得。本發(fā)明的聚酯回收料醇解合成的聚酯多元醇的水溶液或水分散液的方法如下將 聚酯廢料、多元醇、間苯二甲酸二元酯-5-磺酸鈉，按重量配比1 1.5-10 0. 1 1投入 反應(yīng)釜中，加入催化劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌并逐步升溫，在180-250°C之間進(jìn)行醇解和酯交 換反應(yīng)，有小分子餾分產(chǎn)生，反應(yīng)至無餾分產(chǎn)生及體系變得均勻?yàn)橹?，即為醇解的終點(diǎn)，蒸 除多余多元醇，得到聚酯多元醇，加入定量的水，配制質(zhì)量濃度為10 100%的水溶液或水 分散液。本發(fā)明的聚酯回收料醇解合成聚酯多元酸的水溶液或水分散液的方法如下將上 述方法制得的聚酯多元醇，測定羥值，根據(jù)聚酯多元醇的羥值，加入計(jì)量的摩爾比為醇/酸 =1-10的多元酸或多元酸酐，在160-230°c之間進(jìn)行反應(yīng)，有水餾出，反應(yīng)至無餾出物為 止，得到聚酯多元酸，加入定量的水，配制質(zhì)量濃度為10 100%的水溶液或水分散液。根據(jù)需要，可在本發(fā)明的水性膠粘劑的水性系統(tǒng)中加入常用的添加劑和助劑。例如硬化劑、顏料、染料、防粘結(jié)劑、分散穩(wěn)定劑、粘度調(diào)節(jié)劑、均化劑、防凝膠化劑、光穩(wěn)定 齊U、防氧化劑、紫外線吸收劑、無機(jī)及有機(jī)填充劑、增塑劑、潤滑劑、防靜電劑、增強(qiáng)劑、催化劑等。
具體實(shí)施例方式下述實(shí)施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1 1)聚酯回收料合成聚酯多元醇水溶液在一個(gè)帶有溫度計(jì)，攪拌器，氮?dú)鈱?dǎo)入管 和分餾裝置的四口燒瓶中，依次投入一縮二乙二醇28g，新戊二醇12g，PET聚酯瓶碎片 49. 9g，間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉10g，鈦酸正丁酯作為催化劑0. lg。通入氮?dú)獾那?況下逐漸升溫至240°C，分餾柱溫低于105°C，保持此溫度直至聚酯廢料顆粒全部消失，當(dāng) 反應(yīng)至體系變得透明均勻?yàn)橹辜礊榇冀獾慕K點(diǎn)，蒸除多余的多元醇約2. 4g。測得羥值為 118mgK0H/g。降溫至室溫，加入244g的水，配制質(zhì)量濃度為40%的水溶液。2)將上述第一組分200g與19. 6g異佛爾酮二異氰酸酯交聯(lián)劑相互混合，混合比例 為第一組分與交聯(lián)劑的質(zhì)量比為，第一組分交聯(lián)劑=100 9.8，加入催化劑二丁基二 月桂酸錫0. 4g和水30g，在80°C充分反應(yīng)至測不到NCO值為至，即得到40%木材加工用的 水性聚酯粘合劑水分散液。實(shí)施例21)聚酯回收料合成聚酯多元酸水溶液在一個(gè)帶有溫度計(jì)，攪拌器，氮?dú)鈱?dǎo)入 管和分餾裝置的四口燒瓶中，依次投入乙二醇12g，一縮二乙二醇40g，間苯二甲酸二甲 酯-5-磺酸鈉8g，PET聚酯瓶碎片39. 9g，鈦酸正丁酯作為催化劑O.lg。通入氮?dú)獾那?況下逐漸升溫至240°C，分餾柱溫低于105°C，保持此溫度直至聚酯廢料顆粒全部消失， 當(dāng)反應(yīng)體系變得逐漸均勻和透明即為醇解的終點(diǎn)。蒸除多余多元醇約2. 7g，測得羥值為 172mgK0H/g。冷卻至180°C，加入間苯二甲酸21. 0g，升溫至220°C反應(yīng)至酸值< 20mgK0H/ g，然后降溫至180°C，加入8. 5g偏苯三酸酐反應(yīng)30min，得到水性聚酯多元酸，酸值為 45. lmgKOH/g，冷卻至室溫，加入380. 4g水配制質(zhì)量濃度為25%的水性聚酯多元酸水溶液。2)將上述第一組分200g與交聯(lián)劑N- 丁基氮丙啶2. 3g、二丁基二月桂酸錫0. 2g、 水7. 5g相互混合，得到木材加工用的水性聚酯粘合劑，混合比例為第一組分與交聯(lián)劑的 質(zhì)量比為，第一組分交聯(lián)劑=100 1.2，在80°C充分反應(yīng)至酸值<3mgK0H/g為止，即得 到25%木材加工用的水性聚酯粘合劑水溶液。實(shí)施例3用作復(fù)合地板膠粘劑應(yīng)用，壓板試件規(guī)格50 X 50mm,涂膠量50_70g/m2，陳放時(shí)間 48h，壓機(jī)壓力10kg/cm2，加壓時(shí)間8 lOmin，壓板溫度常溫。將上述制備的復(fù)合地板，經(jīng)壓板實(shí)驗(yàn)，若陳放時(shí)間48h后無開裂現(xiàn)象，表明膠接效 果好，若有局部開膠或者脫落現(xiàn)象，則說明此粘合劑的膠接效果不好。按照上述方法及測試條件分別使用本發(fā)明實(shí)施例1和2中制備的水性聚酯粘合劑 作為粘合劑進(jìn)行復(fù)合地板粘接，結(jié)果表明實(shí)施例1和2的制備的復(fù)合地板膠接效果好，并無 開膠脫落現(xiàn)象。
權(quán)利要求
一種利用聚酯回收料合成木材加工用水性膠粘劑的方法，該膠粘劑按如下步驟制備1)聚酯回收料醇解合成的聚酯多元醇或聚酯多元酸水溶液或水分散液的制備方法聚酯回收料醇解合成的聚酯多元醇水溶液或水分散液將聚酯廢料、多元醇、間苯二甲酸二元酯-5-磺酸鈉，按重量配比1∶1.5-10∶0.1～1投入反應(yīng)釜中，加入催化劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌并逐步升溫，在180-250℃之間進(jìn)行醇解和酯交換反應(yīng)，有小分子餾分產(chǎn)生，反應(yīng)至無餾分產(chǎn)生及體系變得均勻?yàn)橹?，即為醇解的終點(diǎn)，蒸除多余多元醇，得到水性聚酯多元醇，加入定量的水，配制質(zhì)量濃度為10～100％的水溶液或水分散液?；蚓埘セ厥樟洗冀夂铣傻木埘ザ嘣崴芤夯蛩稚⒁旱闹苽淅蒙鲜龇椒ㄖ苽涞木埘ザ嘣?，根據(jù)聚酯多元醇的羥值，加入計(jì)量的摩爾比為醇/酸＝1-10的多元酸或多元酸酐，在160-230℃之間進(jìn)行反應(yīng)，有水餾出，反應(yīng)至無餾出物為止，得到水溶性或水分散性的聚酯多元酸，加入定量的水，配制質(zhì)量濃度為10～100％的水溶液或水分散液。2)將上述第一組分聚酯多元醇或聚酯多元酸的水溶液或水分散液，與特殊結(jié)構(gòu)的交聯(lián)劑相互混合，得到木材加工用的水性聚酯粘合劑，混合比例為第一組分與交聯(lián)劑的質(zhì)量比為，第一組分∶交聯(lián)劑＝100∶1～20。
2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于聚酯多元醇或聚酯多元酸的水溶液或水分散液 可為聚酯多元醇水溶液、聚酯多元酸水溶液、聚酯多元醇水分散液、聚酯多元酸水分散液 其中的一種或幾種的混合物。
3.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于所用的特殊結(jié)構(gòu)的交聯(lián)劑為水分散性多異氰 酸酯、封閉型多異氰酸酯、氮丙啶、碳化二亞胺、環(huán)氧硅烷其中的一種或幾種混合物。
4.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的聚酯回收料是聚對苯二甲酸乙二醇 酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇-對苯二甲酸 丁二醇酯共聚物、聚對苯二甲酸丙二醇-對苯二甲酸丁二醇酯共聚物、聚對苯二甲酸乙二 醇-對苯二甲酸丙二醇酯共聚物。
5.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所用的多元醇是二元醇乙二醇、丙二醇、1， 4_ 丁二醇、1，3-丁二醇、一縮二乙二醇、一縮二丙二醇、戊二醇、新戊二醇、己二醇、雙酚A、 氫化雙酚A、3，3-二醇(D33單體)；或三元醇和多元醇丙三醇、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙 烷、季戊四醇中的一種或兩種以上多元醇的混合物。
6.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所用的間苯二甲酸二元酯-5-磺酸鈉是二 元酯為間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二乙酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二丙 酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二異丙酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二正丁酯-5-磺酸鈉、間苯二 甲酸二異丁酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二正戊酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二異戊酯-5-磺酸 鈉、間苯二甲酸二新戊酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二正己酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二異己 酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二新己酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二環(huán)己酯-5-磺酸鈉。
7.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在所用的催化劑可以是醋酸鹽類，鈦酸酯類，有機(jī) 錫類，銻系類中的任何一種催化劑，或也可以是上述任意幾類催化劑的復(fù)合催化劑。
8.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于水分散性多異氰酸酯是由甲苯二異氰酸酯、 1，6_六亞甲基二異氰酸酯、1，12-十二亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二苯基甲 烷4，4- 二異氰酸酯、雙環(huán)己基甲烷二異氰酸酯，苯二亞甲基二異氰酸酯、萘-1，5- 二異氰酸酯、甲基環(huán)己基二異氰酸酯、四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯，以及上述多異氰酸酯的三聚體 和/或縮二脲，與幫助乳化或水分散的物質(zhì)反應(yīng)或混合而得。
9.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于封閉型多異氰酸酯是由甲苯二異氰酸酯、1， 6-六亞甲基二異氰酸酯、1，12-十二亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二苯基甲烷 4，4_ 二異氰酸酯、雙環(huán)己基甲烷二異氰酸酯，苯二亞甲基二異氰酸酯、萘-1，5-二異氰酸 酯、甲基環(huán)己基二異氰酸酯、四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯，以及上述多異氰酸酯三聚體和 /或縮二脲，與封閉劑反應(yīng)而得。
10.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所用的碳化二亞胺為N，N-二異丙基碳化二 亞胺、N，N- 二環(huán)己基碳化二亞胺。
11.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所用的氮丙啶為N-甲基氮丙啶、N-丁基氮 丙啶，2-甲基氮丙啶。
12.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所用的環(huán)氧硅烷為C2H40(CH2)nSiX3(n為整 數(shù)，X 為 CH30，C2H5O, CH30C2H40)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用各種聚酯回收料合成木材加工用的水性膠粘劑的制備方法，本發(fā)明的膠粘劑的制備是用聚酯回收料醇解合成的水性聚酯多元醇或聚酯多元酸的水溶液或水分散液，其可單獨(dú)作為水性膠粘劑使用，或和特殊結(jié)構(gòu)交聯(lián)劑反應(yīng)制得機(jī)械性能和耐水性更好的水性膠粘劑。本發(fā)明具環(huán)保經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，對在木材加工如刨花板、定向刨花板、中密度纖維板、集成材、各種復(fù)合板和表面裝飾板等領(lǐng)域的應(yīng)用具有優(yōu)異的粘接強(qiáng)度且耐熱性好。
文檔編號C08J11/04GK101875834SQ20091005011
公開日2010年11月3日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者倪紅波, 吳小潔, 胡永生 申請人:上海昱齡環(huán)?？萍加邢薰?br>