一種木制品用高性能無醛膠黏劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種木制品用高性能無醛膠黏劑及其制備方法，這種高性能無醛膠黏劑是由聚多巴胺和可再分散乳膠粉聯(lián)合改性水玻璃，加上填料和固化劑制得，配方組成（按重量份）為：水玻璃60-80份，鹽酸多巴胺5-15份，硫酸銅1-2份，緩沖液50-150份，可再分散乳膠粉5-10份，磷酸硅鋁10-20份，焦寶石粉10-30份。制備過程包括水玻璃-緩沖液體系中聚多巴胺的原位生成和乳膠粉添加改性以及復(fù)合膠黏劑制備兩個步驟。本發(fā)明的木制品用高性能無醛膠黏劑制備簡便、適用性廣、膠接材料的性能優(yōu)越。
【專利說明】 一種木制品用高性能無醛膠黏劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及木材膠黏劑領(lǐng)域，具體為一種木制品用高性能無醛膠黏劑及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]我國是木制品生產(chǎn)大國，2013年度全國木質(zhì)家具產(chǎn)量236463490件，全年生產(chǎn)總值超過6600億元，占國內(nèi)生產(chǎn)總值的1.27%，其生產(chǎn)過程及所使用的人造板生產(chǎn)均需使用膠黏劑；木地板總產(chǎn)量突破5億平方米，其中純實木地板僅占10%，其余90%均依靠人造板(主要是高密度纖維板和多層復(fù)合板)作為基材膠合而成，膠黏劑性能的優(yōu)劣對木制品的性能起著決定性的作用。
[0003]木家具和木地板均用于室內(nèi)，不僅要求其具有美觀、牢固、不變形的性能特點，而且要求其具有更低的甲醛釋放量，以營造更為舒適健康的人居環(huán)境。眾所周知，木制品的甲醛限量釋放主要依靠所使用的膠黏劑的環(huán)保性能來保證，而其物理力學(xué)性能也與膠黏劑有相當大的關(guān)系。目前，常用的木制品膠黏劑有3類:醛類膠(UF、MF)、聚醋酸乙烯酯樹脂(PVAc)、聚異氰酸酯膠(EPI)。這3類膠中，醛類膠的價格低，游離甲醛含量高，環(huán)保性差；PVAc膠價格適中,環(huán)保性較好,但耐水性差；EPI膠價格最高,粘接性能最好,但其必須與毒性固化劑混合使用，導(dǎo)致環(huán)保性不夠。而且這些膠黏劑對不同木質(zhì)材料并不具有普適性。為了滿足社會發(fā)展和人們對環(huán)保裝飾材料和家居用品的強大需求，木制品膠黏劑的發(fā)展也必須向著環(huán)保、高性能、低成本、多樹種、多工藝適應(yīng)性的方向發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是在于提供一種木制品用高性能無醛膠黏劑，以解決上述【背景技術(shù)】中的缺點。
[0005]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
一種木制品用高性能無醛膠黏劑，其原料包括以下重量份的組分:
水玻璃:60-80份；
鹽酸多巴胺:5-15份；
硫酸銅:1-2份；
緩沖液=50-150份；
可再分散乳膠粉:5-10份；
磷酸硅鋁:10-20份；
焦寶石粉:10-30份。
[0006]一種木制品用高性能無醛膠黏劑的制備方法，包括以下步驟:
I)向60-80份水玻璃中加入50-150份緩沖溶液，接著將5_15份鹽酸多巴胺和1_2份硫酸銅溶解在上述溶液中，在有氧條件下以200r/min轉(zhuǎn)速低速攪拌5_20h，得到具有黏附性的聚多巴胺-水玻璃混合膠液； 2)在步驟I)制備的混合膠液中加入5-10份可再分散乳膠粉和10-20份磷酸硅鋁，充分攪拌均勻。最后根據(jù)膠黏劑的黏度情況，添加10-30份焦寶石粉，攪拌均勻即可。
[0007]在本發(fā)明中，所述水玻璃可以是模數(shù)為2.6-3.5的鈉水玻璃、模數(shù)為2.6-3.5的鉀水玻璃、模數(shù)為2.6-3.5的鋰水玻璃的一種或幾種的組合；
在本發(fā)明中，所述緩沖液可以是濃度為lOmmol/L的三羥甲基氨基甲烷溶液、濃度為10mmol/L的三輕甲基氨基甲燒-鹽酸混合溶液、濃度為10mmol/L的鹽酸溶液的任意一種；在本發(fā)明中，所述可再分散乳膠粉可以是醋酸乙烯酯與乙烯共聚膠粉、乙烯與氯乙烯及月硅酸乙烯酯三元共聚膠粉、醋酸乙烯酯與乙烯及高級脂肪酸乙烯酯三元共聚膠粉、醋酸乙烯酯與高級脂肪酸乙烯酯共聚膠粉、丙烯酸酯與苯乙烯共聚膠粉、醋酸乙烯酯與丙烯酸酯及高級脂肪酸乙烯酯三元共聚膠粉、醋酸乙烯酯均聚膠粉、苯乙烯與丁二烯共聚膠粉中的至少一種。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)原理在于利用了一種仿貽貝黏附蛋白高分子(聚多巴胺)來增強水玻璃膠對木材的粘接性，聚多巴胺具有黏附速度快、耐腐蝕、粘接強度高、無毒的特點。在由水玻璃和緩沖液組成的膠液中，多巴胺分子中的兒茶酚基團很容易被氧化，生成具有鄰苯二醌結(jié)構(gòu)的多巴胺醌中間體，多巴胺與多巴胺醌進一步發(fā)生反歧化反應(yīng)，產(chǎn)生半醌自由基，兩個半醌自由基經(jīng)過偶合交聯(lián)就可在基體材料表面形成交聯(lián)復(fù)合層，同時水玻璃膠黏劑在磷酸硅鋁固化劑作用下，可快速固化，進而使聚多巴胺-水玻璃膠能在木質(zhì)材料表面形成牢固的粘接?？稍俜稚⑷槟z粉提供給水玻璃膠黏劑一定的柔韌性，焦寶石粉賦予膠黏劑以阻燃耐火性能。
[0009]有益效果:本發(fā)明所用主要組分水玻璃、鹽酸多巴胺、可再分散乳膠粉、焦寶石粉等均來源豐富、性能優(yōu)良、無毒無害，保證了膠黏劑的高性能和無醛無毒。本發(fā)明制得的高性能無醛木制品膠黏劑可適用于粘接不同的木質(zhì)樹種和木質(zhì)原材料(木粉、木纖維、木單板、竹纖維、竹粉、竹片、以及非木質(zhì)農(nóng)作物秸桿粉末等)，可完全替代常用的脲醛膠、乳白膠、異氰酸酯膠等膠黏劑，而且制備工藝簡便，適合于工業(yè)化推廣和生產(chǎn)應(yīng)用。

【具體實施方式】
[0010]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。
[0011]實施例1
向60份水玻璃中加入50份緩沖溶液，接著將5份鹽酸多巴胺和I份硫酸銅溶解在上述溶液中，在有氧條件下以200r/min轉(zhuǎn)速低速攪拌5h，得到具有黏附性的聚多巴胺-水玻璃混合膠液；接著在制備的混合膠液中入5份可再分散乳膠粉和10份磷酸硅鋁，充分攪拌均勻。最后添加10份焦寶石粉，攪拌均勻即可。
[0012]實施例2
向70份水玻璃中加入100份緩沖溶液，接著將10份鹽酸多巴胺和1.5份硫酸銅溶解在上述溶液中，在有氧條件下以200r/min轉(zhuǎn)速低速攪拌12.5h，得到具有黏附性的聚多巴胺-水玻璃混合膠液；接著在制備的混合膠液中入7.5份可再分散乳膠粉和15份磷酸硅鋁，充分攪拌均勻。最后添加20份焦寶石粉，攪拌均勻即可。
[0013]實施例3 向80份水玻璃中加入150份緩沖溶液，接著將15份鹽酸多巴胺和2份硫酸銅溶解在上述溶液中，在有氧條件下以200r/min轉(zhuǎn)速低速攪拌20h，得到具有黏附性的聚多巴胺-水玻璃混合膠液；接著在制備的混合膠液中入10份可再分散乳膠粉和20份磷酸硅鋁，充分攪拌均勻。最后添加30份焦寶石粉，攪拌均勻即可。
[0014]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種木制品用高性能無醛膠黏劑，其特征在于，包括以下重量份的組分: 水玻璃:60-80份； 鹽酸多巴胺:5-15份； 硫酸銅:1-2份； 緩沖液=50-150份； 可再分散乳膠粉:5-10份； 磷酸硅鋁:10-20份； 焦寶石粉:10-30份。
2.一種木制品用高性能無醛膠黏劑的制備方法，其特征在于，包括以下制備步驟: 1)向60-80份水玻璃中加入50-150份緩沖溶液，接著將5_15份鹽酸多巴胺和1_2份硫酸銅溶解在上述溶液中，在有氧條件下以200r/min轉(zhuǎn)速低速攪拌5_20h，得到具有黏附性的聚多巴胺-水玻璃混合膠液； 2)在步驟I)制備的混合膠液中加入5-10份可再分散乳膠粉和10-20份磷酸硅鋁，充分攪拌均勻，最后根據(jù)膠黏劑的黏度情況，添加10-30份焦寶石粉，攪拌均勻即可。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，水玻璃是模數(shù)為2.6-3.5的鈉水玻璃、模數(shù)為2.6-3.5的鉀水玻璃、模數(shù)為2.6-3.5的鋰水玻璃的一種或幾種的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述緩沖液是濃度為lOmmol/L的三羥甲基氨基甲烷溶液、濃度為lOmmol/L的三羥甲基氨基甲烷-鹽酸混合溶液、濃度為10mmol/L的鹽酸溶液的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述可再分散乳膠粉包括醋酸乙烯酯與乙烯共聚膠粉、乙烯與氯乙烯及月硅酸乙烯酯三元共聚膠粉、醋酸乙烯酯與乙烯及高級脂肪酸乙烯酯三元共聚膠粉、醋酸乙烯酯與高級脂肪酸乙烯酯共聚膠粉、丙烯酸酯與苯乙烯共聚膠粉、醋酸乙烯酯與丙烯酸酯及高級脂肪酸乙烯酯三元共聚膠粉、醋酸乙烯酯均聚膠粉、苯乙烯與丁二烯共聚膠粉中的至少一種。
【文檔編號】C09J11/08GK104312443SQ201410535933
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】黃瓊濤, 劉壯青, 吳義強, 張新荔, 李新功 申請人:廣東省宜華木業(yè)股份有限公司, 中南林業(yè)科技大學(xué)