專利名稱：：環(huán)保型淀粉膠合劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是涉及一種環(huán)保型膠合劑(Environment-friendlystarch-basedadhesive)，且特別是涉及一種不含甲醛的環(huán)保型淀粉膠合劑。
背景技術(shù)：
：目前，在木制家具建材、細(xì)工木板與房屋裝飾等領(lǐng)域上，經(jīng)常使用尿素甲醛膠作為膠合劑，但此膠合劑會不斷逸散具有毒性的甲醛，進而影響人體的健康，因此，已經(jīng)有許多國家公告要求室內(nèi)合板的甲醛含量管制量。為符合國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，目前已研究出許多環(huán)保型膠合劑。中國專利CN1462786提出一種天然無毒膠粘劑的制備方法，其由主料、增強劑、穩(wěn)定劑以及其它助劑所組成，制備過程需經(jīng)過三次的化學(xué)改性程序以及一次交聯(lián)程序，最后得到無毒的膠粘劑。中國專利CN10105034提出一種木材加工用的環(huán)保型粘合劑的制備方法，其利用天然高分子糯粉和無毒的有機高分子聚乙烯醇為原料，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后制成一種環(huán)保型粘合劑。中國專利CN1962787提出一種淀粉粘合劑，其先將淀粉糊化后再經(jīng)聚乙烯醇與丁二烯的化學(xué)改性后，之后添加尿素的方法提升膠合劑的粘接強度、抗水性及柔韌性，使其成為一種用于木材的環(huán)保型膠合劑。但是上述的環(huán)保型粘合劑的制備過程繁瑣，需搭配升降溫以及化學(xué)改性程序，使得成本價格無法降低，因此，業(yè)界急需研發(fā)一種成本低廉且無甲醛的環(huán)保型膠合劑。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種成本低廉且無甲醛的環(huán)保型膠合劑。本發(fā)明提供一種環(huán)保型淀粉膠合劑，包括成份A，包括一未經(jīng)改性的原生淀粉；成份B，包括一水溶性高分子、一乳化劑與水；以及成份C，包括一交聯(lián)劑。為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，作詳細(xì)說明如下本發(fā)明提供的環(huán)保型淀粉膠合劑，包括A、B、C三種成份。由于已知的尿素甲醛膠合劑主要原料為石化制品，會對環(huán)境造成傷害，因此本發(fā)明的主要原料成份A選擇未經(jīng)改性的原生淀粉，例如玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、米淀粉、小麥淀粉、樹薯淀粉，其不但符合環(huán)保需求，且易于取得。此處需注意的是，原生淀粉是指天然取得的淀粉，未經(jīng)任何化學(xué)反應(yīng)改性的淀粉。本發(fā)明的成份B，包括水溶性高分子、乳化劑與水，水溶性高分子包括聚多元醇或聚烯胺，例如聚乙二醇(polyethyleneglycol,PEG)、聚四亞甲基醚二醇(polytetramethyleneetherglycol,PTMEG)、聚乙烯醇(polyvinylalcohol,PVA)、聚乙烯亞胺(polyethyleneimine)、聚烯丙胺(polyallylamine，PAA)。由于已知的膠合劑包含甲醛，會對人體造成傷害，因此選擇不含甲醛的水溶性高分子；而乳化劑為一種非水溶性樹脂，包括天然橡膠、苯乙烯、醋酸乙烯、壓克力樹酯、聚氨酯或環(huán)氧樹酯，乳化劑的作用在于后續(xù)將A、B、C三成份混合時，能夠使水溶性高分子與交聯(lián)劑混合均勻。本發(fā)明的成份C包括交聯(lián)劑，例如三聚氰胺(melamine)、三甲氧基三聚氰胺(trimethoxymelamine)、三乙氧基三聚氰胺(triethoxymelamine)、六甲氧基三聚氰胺(hexamethoxymelamine)、六乙氧基三聚氰胺(hexaethoxymelamine)，此交聯(lián)劑主要會與水溶性高分子交聯(lián)，使其成為穩(wěn)定的聚合物。本發(fā)明的成份B還包括一催化劑，為一種弱酸溶液，包括檸檬酸、硼酸、草酸或磷酸的溶液，這些催化劑能使反應(yīng)速度增加，使A、B、C三種成份混合時，加速交聯(lián)劑與水溶性高分子之間的交聯(lián)反應(yīng)。最后將上述的A、B、C三成份均勻混合，即可得pH值約為58的環(huán)保型淀粉膠合劑，相較于已知技術(shù)，本發(fā)明不需經(jīng)由復(fù)雜的化學(xué)改性或繁瑣的制備程序，只需將上述的A、B、C三者均勻混合，即可制得環(huán)保型淀粉膠合劑。上述各成份中的淀粉水溶性高分子乳化劑水交聯(lián)劑催化劑的重量百分比為(15-40%):(4-10%):(4-10%):(40-80%):(4-10%):(o.1-0.5%)，較佳的重量百分比關(guān)系為(20-30%):(5-8%):(5-8%):(50-70%):(5-8%):(0.2-0.3%)。而其中以成份A:成份B:成份c的比例表示時，其重量百分比關(guān)系為(15-40%):(60-85%):(4-10%)，較佳的重量百分比為(20-30%):(70-80%):(5-8%)。本發(fā)明的環(huán)保型膠合劑的制備方式，包括以下步驟(a)制備成份B:首先將水溶性高分子溶于水中，置于一攪拌容器中，為了使水溶性高分子均勻溶解于水中，加熱攪拌容器，控制溫度約7090°C間，反應(yīng)約23小時，之后將容器置于室溫下冷卻，再依序加入乳化劑以及催化劑，其中水溶性高分子乳化劑水的重量百分比約為(2-10%):(2-10%):(40-80%)，較佳為(4-8%):(4-8%):(50-70%)。(b)將原生淀粉的成份A、上述制得的成份B以及交聯(lián)劑成份C，三者依照成份A:成份B:成份C重量百分比關(guān)系為(15-40%):(60-85%):(4-10%)，取三成份于室溫下攪拌約60分鐘，即可制得本發(fā)明的環(huán)保型淀粉膠合劑。本發(fā)明的環(huán)保型淀粉膠合劑，主要應(yīng)用于木材粘合上，例如木制家具建材、細(xì)工木板與房屋裝飾等領(lǐng)域上。為了使其應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)上，依照中華民國國家標(biāo)準(zhǔn)CNS2233尿素膠檢驗法以及CNS1394普通合板的規(guī)定檢驗本發(fā)明的環(huán)保型淀粉膠合劑。依照中華民國CNS2233尿素膠檢驗法的規(guī)定，檢驗項目分為25。C粘度試驗、25t:凝固試驗與25t:、7(TC保存試驗。本發(fā)明的環(huán)保型淀粉膠合劑于25t:粘度介于2，0003，500CP之間；25t:凝固試驗時間長達(dá)約68小時；25。C保存試驗至少可達(dá)30天以上，7(TC保存試驗至少可達(dá)20小時以上，因此，本發(fā)明的環(huán)保型淀粉膠合劑符合中華民國CNS2233尿素膠檢驗法的標(biāo)準(zhǔn)。另外依照中華民國國家標(biāo)準(zhǔn)CNS1394普通合板的規(guī)定，將膠合劑粘合普通合板中，再將普通合板浸水變溫，依照普通合板能夠承受不同浸水溫度與時間的類型，分為三種等級(CNSType1、CNSType2、CNSType3)，而本發(fā)明的環(huán)保型淀粉膠合劑能達(dá)到CNS1394Type1的等級，且其粘著強度試驗可達(dá)30kg/cm2以上，符合國家標(biāo)準(zhǔn)(10kg/cm2以上)的規(guī)定。4本發(fā)明的環(huán)保型淀粉膠合劑，主要由三種成份混合而成，于室溫25t:下能保存至少30天以上，只要于使用前，再將三種成份均勻混合即可，使用上非常方便，不需要經(jīng)過繁雜的升降溫程序以及化學(xué)改性反應(yīng)，即可制得膠合劑。再者，本發(fā)明的環(huán)保型淀粉膠合劑具有下述優(yōu)點(1)采用原生淀粉作為主要原料，非石化原料，符合環(huán)保需求且具有價格低廉的優(yōu)勢；(2)高分子不含甲醛，無甲醛逸散的問題，不危害人體健康；(3)檢驗項目均達(dá)CNS國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不但膠粘性佳且耐水性優(yōu)異，其性能表現(xiàn)優(yōu)于目前市售的尿素甲醛樹脂，因此未來極有潛力成為市售商品。具體實施例方式實施例1制備成份B取60克聚乙二醇、600克水加入一攪拌容器中，為了使高分子均勻溶解于水中，對攪拌容器進行加熱反應(yīng)，控制溫度約809(TC下，反應(yīng)23小時，之后將容器置于室溫下冷卻，之后再依序加入50克壓克力樹脂以及2克硼酸，即可制得B成份。實施例2制備環(huán)保型淀粉膠合劑取20克玉米淀粉(A成份)、75克實施例1的B成份以及5克六乙氧基三聚氰胺(交聯(lián)劑)，于室溫下攪拌30分鐘，即可制得本發(fā)明的環(huán)保型淀粉膠合劑。取15克的膠合劑涂布于長X寬X高為30cmX30cmX0.3mm的木板上，將另一片同規(guī)格的木板覆蓋于上，以15(TC熱壓兩片木板10分鐘，之后即可進行檢驗。實施例3制備環(huán)保型淀粉膠合劑取25克小麥淀粉(A成份)、70克實施例1的B成份以及5克三甲氧基三聚氰胺(交聯(lián)劑)，于室溫下攪拌30分鐘，即可制得本發(fā)明的環(huán)保型淀粉膠合劑。取15克的膠合劑涂布于長X寬X高為30cmX30cmX0.3mm的木板上，將另一片同規(guī)格的木板覆蓋于上，以攝氏13(TC熱壓兩片木板10分鐘，之后即可進行檢驗。比較例市售的膠合劑取市售的尿素甲醛膠、三聚氰胺_甲醛膠、聚醋酸乙烯樹脂，分別取15克的上述膠合劑涂布于長X寬X高為30cmX30cmX0.3mm的木板上，將另一片同規(guī)格的木板覆蓋于上，以攝氏13(TC熱壓兩片木板10分鐘，之后即可進行檢驗。實施例4環(huán)保型淀粉膠合劑的檢驗依照中華民國國家標(biāo)準(zhǔn)CNS2232尿素膠的方法，對實施例2和3的膠合劑進行檢驗，兩者平均的結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由實驗結(jié)果可得知，本發(fā)明的環(huán)保型淀粉膠合劑于25t:粘度介于2，0003，500CP之間；25。C凝固試驗時間長達(dá)約68小時；在25。C保存時間可達(dá)30天以上，70°C保存時間至少可達(dá)20小時以上，上述的檢驗結(jié)果皆符合CNS2232的標(biāo)準(zhǔn)。依照中華民國國家標(biāo)準(zhǔn)CNS1394普通合板的方法，其檢驗方式有下述三種，只要木板經(jīng)過下列程序后，板子未分離，即符合該等級的標(biāo)準(zhǔn)。(l)CNSType3(常態(tài)三類)將合板浸入溫度(35±3)。C水中2小時，隨即在溫度(60士3)t:干燥3小時。(2)CNSType2(溫水浸水二類)將合板浸入溫度(70±3)。C水中2小時，隨即在溫度(60士3)t:干燥3小時。(3)CNSType1(反復(fù)煮沸浸水一類)將板子浸入沸水4小時后，繼續(xù)在溫度(60±3)t:下干燥20小時，再浸入沸水4小時后，在溫度(60±3)。C干燥3小時。取實施例2和3以及比較例進行CNS1394普通合板檢驗，另外比較其膠結(jié)能力與甲醛逸散量，比較結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>比較結(jié)果顯示，本發(fā)明的膠合劑，不但膠結(jié)能力佳、不含毒性物質(zhì)甲醛，且耐水性優(yōu)良，可達(dá)到CNSType1的標(biāo)準(zhǔn)，因此，本發(fā)明的膠合劑未來極有潛力成為市售商品。雖然本發(fā)明已以數(shù)個較佳實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作任意的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。權(quán)利要求一種環(huán)保型淀粉膠合劑，包括成份A，包括一未經(jīng)改性的原生淀粉；成份B，包括一水溶性高分子、一乳化劑與水；以及成份C，包括一交聯(lián)劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型淀粉膠合劑，其中所述B成份還包括一催化劑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)保型淀粉膠合劑，其中所述催化劑為一弱酸溶液。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)保型淀粉膠合劑，其中所述弱酸溶液為檸檬酸、硼酸、草酸或磷酸。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型淀粉膠合劑，其中所述原生淀粉為玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、米淀粉、小麥淀粉或樹薯淀粉。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型淀粉膠合劑，其中所述水溶性高分子為聚多元醇或聚烯胺。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型淀粉膠合劑，其中所述水溶性高分子為聚乙二醇、聚四亞甲基醚二醇、聚乙烯醇、聚乙烯亞胺或聚烯丙胺。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型淀粉膠合劑，其中所述乳化劑為天然橡膠、苯乙烯、醋酸乙烯、壓克力樹酯、聚氨酯或環(huán)氧樹酯。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型淀粉膠合劑，其中所述交聯(lián)劑為三聚氰胺、三甲氧基三聚氰胺、三乙氧基三聚氰胺、六甲氧基三聚氰胺、或六乙氧基三聚氰胺。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型淀粉膠合劑，其中所述未經(jīng)改性的原生淀粉所述水溶性高分子所述乳化劑所述水所述交聯(lián)劑的重量百分比為(15-40%):(4-io%):(4-10%):(40-80%):(4-10%)。11.根據(jù)權(quán)利要求i所述的環(huán)保型淀粉膠合劑，其中所述成份A:所述成份B:所述成份C的重量百分比為(15-40%):(60-85%):(4-10%)。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型淀粉膠合劑，其中所述環(huán)保型淀粉膠合劑的pH值約為58。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型淀粉膠合劑，其中所述環(huán)保型淀粉膠合劑不包括甲醛。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型淀粉膠合劑，其中所述環(huán)保型淀粉膠合劑應(yīng)用于木材粘合上。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型淀粉膠合劑，其中所述環(huán)保型淀粉膠合劑符合中華民國國家標(biāo)準(zhǔn)CNS2233尿素膠檢驗法的標(biāo)準(zhǔn)。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保型淀粉膠合劑，其中所述環(huán)保型淀粉膠合劑符合中華民國國家標(biāo)準(zhǔn)CNS1394普通合板的CNSTypel標(biāo)準(zhǔn)。全文摘要本發(fā)明提供一種環(huán)保型淀粉膠合劑，包括成份A，包括一未經(jīng)改性的原生淀粉；成份B，包括一水溶性高分子、一乳化劑與水；以及成份C，包括一交聯(lián)劑。本發(fā)明的環(huán)保型淀粉膠合劑以原生淀粉為原料且不含甲醛成份，符合環(huán)保需求，且對人體沒有危害，可應(yīng)用于木材粘合上。文檔編號C09J103/02GK101735741SQ20081017762公開日2010年6月16日申請日期2008年11月17日優(yōu)先權(quán)日2008年11月17日發(fā)明者李吉祥,沈克鵬,蔡金英,賴慶智,鄭旭軒申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院