專利名稱：一種木材用改性淀粉膠粘劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膠粘劑，特別涉及一種木材用玉米淀粉膠粘劑的制備方法。
背景技術(shù)：
木材用膠粘劑普遍使用的是甲醛系膠粘劑，其中大部分使用價(jià)格低廉的脲醛樹月旨。由此生產(chǎn)的木材制品，其最大的缺點(diǎn)是會(huì)釋放出對(duì)人體有害的甲醛氣體，危害人們的身 體健康。為此，國(guó)家制定了強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，限制木材制品的甲醛釋放量。為達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，生 產(chǎn)企業(yè)通過(guò)添加尿素、三聚氰胺等甲醛捕捉劑進(jìn)行改性，經(jīng)過(guò)改性雖能降低甲醛釋放量，但 影響了其膠合性能且又不能完全消除甲醛的釋放。能否開發(fā)不含甲醛且使用成本又與脲醛 樹脂相近的木材用膠粘劑是近幾年研究的重大課題，用價(jià)格低廉的、可再生資源淀粉為主 要原料生產(chǎn)木材用膠粘劑是其中之一。傳統(tǒng)方法制造的淀粉膠粘劑，因固體含量較低且耐水性能、膠合性能較差，一般真 正在實(shí)際中使用較多的是用于紙制品的粘結(jié)。而要用于制作木材用膠粘劑時(shí)必須有高的固 體含量、較好的耐水膠合性能。為此，需對(duì)淀粉進(jìn)行改性。采用較多的淀粉改性方法是通過(guò) 氧化、接枝等的方法，即用雙氧水、次氯酸鈉等氧化劑氧化處理后再與有機(jī)單體如醋酸乙 烯、丙烯酸、丙烯酰胺等接枝共聚或與水性聚合物如PVA、橡膠乳液等接枝的方法；也有用 淀粉通過(guò)酯化、交聯(lián)等方法使淀粉膠粘劑耐水膠合性能得到較大改善。表面上從試驗(yàn)的結(jié) 果看可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，但由于制作過(guò)程復(fù)雜或成本高或使用的化學(xué)原料受限制或制成 品狀態(tài)穩(wěn)定性差以及實(shí)際使用過(guò)程中難以操作等等的原因，在實(shí)際的生產(chǎn)中還沒(méi)有得到真 正的使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供了一種改性淀粉膠粘劑的制備方 法，采用該方法制備的淀粉膠粘劑，能在實(shí)際的木材加工生產(chǎn)中成本使用，成本與改性脲醛 樹脂膠粘劑接近，且不含甲醛，對(duì)人體無(wú)害環(huán)保。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的(1)，酸解氧化取一定量的淀粉溶于水，然后將淀粉水乳液用鹽酸溶液調(diào)PH值至 3-4，加入氧化劑過(guò)硫酸鉀在50-60°C的溫度下反應(yīng)50-70分鐘，降溫至45°C以下即可，氧化 劑過(guò)硫酸鉀的用量控制在淀粉用量的2-3%。(2)，酯化交聯(lián)把上述的酸解氧化好的淀粉水乳液用氫氧化鈉溶液調(diào)PH值至 10-11，加入冰醋酸進(jìn)行酯化反應(yīng)10-20分鐘，再調(diào)PH值至9-10，加入草酸進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng) 10-20分鐘即得到穩(wěn)定的改性淀粉乳液，冰醋酸與草酸的用量均為淀粉質(zhì)量的8-15%。(3)，調(diào)膠通過(guò)酸解氧化和酯化交聯(lián)得到的改性淀粉乳液，雖然膠合性能得到了 改善，但還沒(méi)有達(dá)到木材用膠粘劑的要求，因此在通過(guò)酸解氧化和酯化交聯(lián)得到的改性淀 粉乳液中，加入增粘劑、填充劑、交聯(lián)劑進(jìn)行調(diào)膠，以進(jìn)一步增強(qiáng)其初粘強(qiáng)度和耐水膠合強(qiáng) 度，增粘劑為PVA、聚醋酸乙烯乳液，其加量共為淀粉乳液質(zhì)量的5-20% ；填充劑為面粉、碳酸鈣，其加量共為淀粉乳液質(zhì)量的10-25% ；交聯(lián)劑為PMDI，其加量為淀粉乳液質(zhì)量的 10-15%。采用了上述技術(shù)方案的本發(fā)明的原理及具有的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明首先對(duì)玉米淀粉進(jìn)行酸解氧化，以降低淀粉的分子量，再進(jìn)行酯化交聯(lián)的 方法，以獲得穩(wěn)定的改性淀粉乳液，然后加入增粘劑、填充劑、交聯(lián)劑得到完全無(wú)甲醛的木 材用改性淀粉膠粘劑。該膠粘劑的膠合性能達(dá)到木材用II類膠粘劑的要求，且使用操作方 法與脲醛樹脂膠粘劑基本相同。由本發(fā)明加工方法制得的改性淀粉膠粘劑，儲(chǔ)存穩(wěn)定性好， 成本低，可用于膠合板、細(xì)木工板及其貼面板等各種板材的生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如下實(shí)施例在100L的反應(yīng)釜中加入30公斤的水，開動(dòng)攪拌器，加入36公斤的淀粉攪 拌10分鐘并加熱至55°c后，用鹽酸調(diào)整PH值為3，加入過(guò)硫酸鉀0. 8公斤，保溫反應(yīng)60分 鐘后用NaOH溶液調(diào)整PH值為10并降溫至40°C ，加入冰醋酸4公斤進(jìn)行反應(yīng)20分鐘，再調(diào) PH至9-10加入草酸4公斤反應(yīng)20分鐘后冷卻至40°C以下出料即得到穩(wěn)定的改性淀粉乳液。在帶有攪拌器的容器內(nèi)，加入上述改性淀粉乳液50公斤，依次加入質(zhì)量百分比為 10%的PVA(聚乙烯醇)溶液20公斤、聚醋酸乙烯乳液5公斤、面粉8公斤、輕質(zhì)碳酸鈣4 公斤，攪拌10分鐘后加入PMDI (聚二苯基甲烷二異氰酸酯)6公斤，再攪拌15分鐘后即用 于木單板的布膠。以楊木板材的加工為例，楊木單板的厚度為2. 0mm，含水率12%，布膠量285g/m2， 然后通過(guò)組坯、冷壓、熱壓，存放24小時(shí)后測(cè)定其膠合性能如下(按國(guó)標(biāo)GB9846-2004檢 測(cè))浸漬剝離 常態(tài)膠合強(qiáng)度(MPa) 二類膠合強(qiáng)度(MPa)三層無(wú)開膠 1.420. 87五層無(wú)開膠 1.380. 84由上述測(cè)試結(jié)果看，符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。
權(quán)利要求
一種木材用改性淀粉膠粘劑的制備方法，其特征是包括有如下步驟(1)，酸解氧化取一定量的淀粉溶于水，然后將淀粉水乳液用鹽酸溶液調(diào)PH值至3-4，加入氧化劑過(guò)硫酸鉀在50-60℃的溫度下反應(yīng)50-70分鐘，降溫至45℃以下即可，氧化劑過(guò)硫酸鉀的用量控制在淀粉用量的2-3％。(2)，酯化交聯(lián)把上述的酸解氧化好的淀粉水乳液用氫氧化鈉溶液調(diào)PH值至10-11，加入冰醋酸進(jìn)行酯化反應(yīng)10-20分鐘，再調(diào)PH值至9-10，加入草酸進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)10-20分鐘即得到穩(wěn)定的改性淀粉乳液，冰醋酸與草酸的用量均為淀粉質(zhì)量的8-15％。(3)，調(diào)膠在通過(guò)酸解氧化和酯化交聯(lián)得到的改性淀粉乳液中，加入增粘劑、填充劑、交聯(lián)劑進(jìn)行調(diào)膠，以進(jìn)一步增強(qiáng)其初粘強(qiáng)度和耐水膠合強(qiáng)度，增粘劑為PVA、聚醋酸乙烯乳液，其加量共為淀粉乳液質(zhì)量的5-20％；填充劑為面粉、碳酸鈣，其加量共為淀粉乳液質(zhì)量的10-25％；交聯(lián)劑為PMDI，其加量為淀粉乳液質(zhì)量的10-15％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種木材用改性淀粉膠粘劑的制備方法，首先對(duì)玉米淀粉進(jìn)行酸解氧化，以降低淀粉的分子量，再進(jìn)行酯化交聯(lián)的方法，以獲得穩(wěn)定的改性淀粉乳液，然后加入增粘劑、填充劑、交聯(lián)劑得到完全無(wú)甲醛的木材用改性淀粉膠粘劑。該膠粘劑的膠合性能達(dá)到木材用II類膠粘劑的要求，且使用操作方法與脲醛樹脂膠粘劑基本相同。由本發(fā)明加工方法制得的改性淀粉膠粘劑，儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，成本低，可用于膠合板、細(xì)木工板及其貼面板等各種板材的生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C09J103/04GK101831255SQ20101017108
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者顧水祥 申請(qǐng)人:浙江升華云峰新材股份有限公司