專利名稱：一種人造板生產(chǎn)用淀粉膠粘劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人造板生產(chǎn)用淀粉膠粘劑的制備方法，屬于膠粘劑制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著木材供需矛盾的日益突出，加大人工林木材加工利用研究的力度，發(fā)展木材高效綜合利用，充分利用采伐剩余物、加工剩余物和低劣木材發(fā)展人造板是解決木材供需矛盾的有效措施，而膠粘劑在人造板生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用。根據(jù)生產(chǎn)原料的不同人造板可以分為纖維板、刨花板和膠合板。目前人造板生產(chǎn)用膠粘劑中占主導(dǎo)地位的膠種仍然是三醛膠(脲醛樹脂、酚醛樹脂和三聚氰胺甲醛樹脂)。 這些以甲醛為基料的木材膠粘劑在板材的生產(chǎn)和應(yīng)用過程中都會釋放出游離甲醛，而甲醛是一種潛在的致癌物質(zhì)。隨著美國加州空氣管理署(CARB)關(guān)于木質(zhì)人造板中甲醛釋放量的法規(guī)(ATCM)正式頒布并被世界各國廣泛接受，各類人造板中游離甲醛含量有了更嚴(yán)格的規(guī)定，傳統(tǒng)三醛類膠粘劑必將被市場淘汰。淀粉具有可再生性、無污染、成本低、可生物降解的，淀粉用于瓦楞紙等的粘接已經(jīng)具有一定的歷史，并已實現(xiàn)工業(yè)化的生產(chǎn)。傳統(tǒng)的淀粉膠存在干燥速度慢、粘接強度低、 耐水性差、流動性差等缺點，限制了其在人造板尤其是刨花板及纖維板生產(chǎn)中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種人造板生產(chǎn)用、高濃低粘、流動性好、干燥速度快、耐水性強的環(huán)保型淀粉膠粘劑的制備方法，以解決目前人造板制造行業(yè)中存在的危害環(huán)境和人體健康的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明技術(shù)方案為淀粉經(jīng)酸解氧化預(yù)處理后在催化劑作用下與六甲氧基甲基三聚氰胺發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，加入聚乙烯醇后升溫糊化，降溫添加適當(dāng)?shù)闹鷦┖蟮玫剿频矸勰z粘劑，所述淀粉膠粘劑以重量計的基本配方列表為
淀粉IOOg
氧化劑3 7 g
聚乙烯醇2 6g
催化劑0.3 Ig
六甲氧基甲基三聚氰胺 8 30mL 防水劑8 20mL。所述淀粉為玉米淀粉、蠟質(zhì)玉米淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉、小麥淀粉的任意一種或其組合。所述淀粉用l-2moL/L的鹽酸配制成質(zhì)量濃度為30 50g/100g的淀粉乳。
所述氧化劑為過硫酸鹽、雙氧水、次氯酸、次氯酸鹽、高錳酸鉀。所述聚乙烯醇的型號為1799，2499，2099或1788。所述聚乙烯醇用水配置為質(zhì)量濃度10g/100g的溶液。所述交聯(lián)反應(yīng)催化劑為鹽酸、硫酸、磷酸、檸檬酸、醋酸、硼酸、草酸、或甲酸。。所述防水劑為丁苯膠乳、羥基化丁苯膠乳。工藝過程用I 2moL/L的鹽酸(硫酸或硝酸)配制成質(zhì)量濃度為30 50g/100g 的淀粉乳，升溫至50 65°C,加入氧化劑酸解氧化60min 120min后用低濃度的氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至6 8，加入六甲氧基甲基三聚氰胺、催化劑，反應(yīng)50 lOOmin，反應(yīng)過程中保持充分?jǐn)嚢?，反?yīng)結(jié)束后加入聚乙烯醇溶液然后升溫至80 90°C保溫20min 40min，緩慢降溫至50°C，添加適量防水劑，混合均勻，保溫20min 40min后降溫出料，包裝得成品淀粉基月父粘劑。本發(fā)明所制得的淀粉膠粘劑有較好的流動性，適合人造板生產(chǎn)過程中的施膠工序。同時由于淀粉與六甲氧基甲基三聚氰胺發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而顯著提高了淀粉膠粘劑的粘結(jié)性能和耐水性。本發(fā)明所提供的淀粉膠粘劑的制備方法，工藝簡單，所得膠粘劑無毒無污染，符合人造板加工業(yè)的發(fā)展方向，有迅速推廣應(yīng)用的潛力。
具體實施例方式實施例I配方
玉米淀粉IOOg
過硫酸銨4g
六甲氧基甲基三聚氰胺14mL
草酸0.5g
聚乙烯醇3g
丁苯膠乳IlmL工藝過程將IOOg玉米淀粉與60mL、l. 5mol/L的鹽酸配成30g/100g濃度的淀粉乳，加入4g過硫酸銨，裝入配有攪拌器的四口燒瓶中，在60°C條件下酸解氧化IOOmin后，調(diào)節(jié)pH至6. 5,加入14mL六甲氧基甲基三聚氰胺、0. 5g催化劑草酸,反應(yīng)60min后加入3g聚乙烯醇然后升溫至9(TC保溫30min,緩慢降溫至5(TC,添加IlmL 丁苯膠乳,保溫30min后出料即得所制淀粉膠粘劑。對玉米淀粉、所制得的淀粉膠粘劑、六甲氧基甲基三聚氰胺進行紅外光譜分析， 結(jié)果如下圖I所示。由圖I可以看出六甲氧基甲基三聚氰胺與玉米淀粉反應(yīng)產(chǎn)物的紅外光譜與未經(jīng)改性的玉米淀粉紅外光譜大體相似。但是改性后的玉米淀粉的光譜圖在 1549. 82cm-l處出現(xiàn)了明顯的六甲氧基甲基三聚氰胺化學(xué)結(jié)構(gòu)中典型的N-C-N的彎曲及環(huán)的變形振動引起的吸收峰，在1085. 41cm-l處出現(xiàn)了醚鍵C_0_C吸收峰，表明玉米淀粉與六甲氧基甲基三聚氰胺發(fā)生了反應(yīng)，生成了醚鍵。
將糊化后的玉米淀粉與采用上述制備下藝所得的淀粉膠粘劑分別應(yīng)用于刨花板的壓制，所得刨花板的性能如下表所示
性能指標(biāo)玉米淀粉改性后的淀粉膠內(nèi)結(jié)合強度 0.21MPa 0.40MPa
吸水膨脹率 11.4% 7.5%結(jié)果表明，通過六甲氧基甲基三聚氰胺改性等于段制備的淀粉膠在刨花板制備中的應(yīng)用效果明顯好于改性前糊化淀粉的應(yīng)用效果。實施例2
玉米淀粉IOOg
過硫酸銨5g
六甲氧基甲基三聚氰胺22mL
檸檬酸0.85g
聚乙烯醇2.5g
丁苯膠乳16mL工藝過程將IOOg玉米淀粉與60mL、2mol/L鹽酸配成40% (w/w)濃度的淀粉乳， 加入5g過硫酸銨，裝入配有攪拌器的四口燒瓶中，在60°C條件下酸解氧化90min后，調(diào)節(jié) pH至7，加入22mL六甲氧基甲基三聚氰胺、O. 85g催化劑檸檬酸，反應(yīng)75min后加2. 5g聚乙烯醇然后升溫至85°C保溫30min，緩慢降溫至50°C，添加16mL防水劑丁苯膠乳，保溫30min 后出料即得所制淀粉膠粘劑。將所得淀粉膠粘劑應(yīng)用于刨花板的壓制，所得刨花板的內(nèi)結(jié)合強度達(dá)到O. 4IMPa,達(dá)到刨花板國家標(biāo)準(zhǔn)中彡O. 4MPa的要求，吸水膨脹率為7. 2%達(dá)到刨花板國家標(biāo)準(zhǔn)中< 8%的要求。
權(quán)利要求
1.一種人造板生產(chǎn)用淀粉膠粘劑的制備方法，其特征是以淀粉為主要原料，經(jīng)酸解氧化預(yù)處理后，再采用六甲氧基甲基三聚氰胺在催化劑的作用下進行交聯(lián)改性，加入聚乙烯醇后糊化，降溫后添加適當(dāng)?shù)闹鷦?，所述膠粘劑的原料配比為
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于淀粉選用玉米淀粉、蠟質(zhì)玉米淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉、小麥淀粉的任意一種或其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的制備方法，其特征在于氧化劑可選用過硫酸鹽、雙氧水、 次氯酸、次氯酸鹽、高錳酸鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于所述聚乙烯醇的型號可以選用1799， 2499,2099 或 1788。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的制備方法，其特征在于所述催化劑可采用鹽酸、硫酸、 磷酸、檸檬酸、醋酸、硼酸、草酸、或甲酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的膠粘劑，其特征在于所述防水劑采用丁苯膠乳、羥基化丁苯膠乳。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于所述方法的工藝包括如下步驟(1)以淀粉為原料，用I 2moL/L的鹽酸(硫酸或硝酸)配制成質(zhì)量濃度為30 50g/100g的淀粉乳；(2)升溫至50 65°C,加入氧化劑酸解氧化60min 120min后用低濃度的氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至6 8 ;(3)加入六甲氧基甲基三聚氰胺、催化劑，反應(yīng)50 lOOmin，反應(yīng)過程中保持充分?jǐn)?4)反應(yīng)結(jié)束后加入聚乙烯醇溶液然后升溫至80 9(TC保溫20min 40min,緩慢降溫至50°C，添加適量防水劑，混合均勻，保溫20min 40min后降溫出料，包裝得成品淀粉基膠粘劑。氧化劑聚乙烯醇催化劑IOOg 3 7 g 2 6 g 0.3 Ig六甲氧基甲基三聚氰胺防水劑
全文摘要
一種人造板生產(chǎn)用淀粉膠粘劑的制備方法，屬于膠粘劑的制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供了一種利用淀粉為主要原料制備人造板生產(chǎn)用環(huán)保型淀粉膠粘劑的方法。本發(fā)明涉及的膠粘劑制備工藝包括將淀粉乳進行酸解氧化預(yù)處理，然后在催化劑的作用下與六甲氧基甲基三聚氰胺發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，加入聚乙烯醇后升溫糊化，降溫后添加適當(dāng)助劑，最終得到一種環(huán)保無毒的人造板用淀粉膠粘劑。本發(fā)明制備的膠粘劑具有粘接強度高、耐水性好、流動性強、干燥速度快等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于人造板的生產(chǎn)。
文檔編號C09J129/04GK102604560SQ201210043439
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月24日
發(fā)明者李兆豐, 洪雁, 王鵬, 程力, 顧正彪 申請人:江南大學(xué)