本發(fā)明涉及膠黏劑領域，確切地說是一種用于紙張包裝盒的水性聚氨酯膠黏劑及其制備方法。
背景技術：
物體的粘接，就是靠膠中的高分子體間的拉力來實現的，膠中的溶劑載著高分子體慢慢地浸入到物體的組織內，當膠水中的溶劑消失后，膠水中的高分子體就依靠相互間的拉力，將兩個物體緊緊的結合，現有的紙張粘合劑諸多存在返潮、霉爛等現象，特別是影響紙張的手感以及存在嚴重的環(huán)保問題。
聚氨酯膠黏劑具有軟硬度等性能，可調節(jié)性好，耐低溫，柔韌性好，粘接強度大等優(yōu)點，但是，目前在整個聚氨酯膠黏劑領域中以溶劑型聚氨酯膠黏劑為主，其缺點是有機溶劑氣味大，易揮發(fā)，使用時造成空氣污染、易燃、或多或少具有毒性等，因此近年來各國聚氨酯材料研究人員花費相當大的精力進行水性聚氨酯膠黏劑的開發(fā)和研究。水性聚氨酯是一種聚氨酯粒子分散于水中的二元膠體體系。水性聚氨酯以水為介質，具有安全、不燃燒、無公害的獨特優(yōu)點。
劉璐、任志勇等人在其《羥基化桐油衍生的兩性聚氨酯水分散體的制備和性能研究》一文中，以聚乙二醇（PEG-800）、N-甲基二乙醇胺（MDEA）、二羥甲基丙酸（DMPA）、4,4'-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯（HMDI）和羥基化桐油（HTO）等為原料，合成了羥基化桐油衍生的兩性聚氨酯（HTO-ZPUD），通過后交聯提高水性兩性聚氨酯的耐水性和耐溶劑性，但其粘性不足。
因此，本發(fā)明在水性聚氨酯膠黏劑中引入經-NCO基團修飾的木質素，增加膠黏劑對紙張的粘合力，另一方能提高水性聚氨酯膠黏劑的耐水性能。
技術實現要素：
針對現有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種粘結牢度要好，不返潮，無霉爛，環(huán)保的用于紙張包裝盒的水性聚氨酯膠黏劑及其制備方法。
一種用于紙張包裝盒的水性聚氨酯膠黏劑，由以下重量份的原料組成：聚乙二醇45-60份，二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯25-35份，粗堿木質素3-9份，10% NaOH溶液適量，10%鹽酸溶液適量，異佛爾酮二異氰酸酯7-13份，二月桂酸二丁基錫0.3-0.7份，丙酮適量，二乙醇胺10-25份，桐油4-10份，乙醇鈉0.4-0.8份，二羥甲基丙酸3-8份，N-甲基吡咯烷酮適量，N-甲基二乙醇胺2-9份，三乙胺12-25份，松香樹脂乳液1-4份，蒸餾水適量。
具體步驟如下：
（1）-NCO基木質素的制備：
①、將粗堿木質素配制成濃度為30%的水溶液，用質量分數為10% NaOH溶液調節(jié)pH至13-14，使堿木質素充分溶解后除去不溶物，然后用10%鹽酸溶液于55-65℃下調pH至2-3，沉淀出堿木質素，過濾，反復用蒸餾水洗滌沉淀至中性，于50-70℃真空干燥，得堿木質素備用；
②、在帶磁力攬拌的單口瓶中加入異佛爾酮二異氰酸酯、二月桂酸二丁基錫、丙酮以及上述堿木質素，充分攪拌后，在30-50℃超聲分散1-3小時，然后在50-60℃回流反應3-5小時，冷卻至室溫，分離、丙酮洗滌，將濾餅在70-85℃下真空干燥3-4小時，研磨后即得到-NCO基木質素；
（2）羥基化桐油的制備：
將桐油和二乙醇胺加入裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計和氮氣保護的四口燒瓶中，于40-55℃下加入乙醇鈉，之后控制反應溫度在105-125℃之間，回流攪拌2-5小時，得到羥基化桐油；
（3）羥基化桐油改性水性聚氨酯/木質素復合乳液的制備：
將聚乙二醇置于四口燒瓶中升溫110-130℃真空下脫水2-3小時，在氮氣環(huán)境下降溫至50-70℃，加入二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、步驟（1）-NCO基木質素攪拌反應0.5-2小時，滴加溶有二羥甲基丙酸的N-甲基吡咯烷酮溶液，控溫在75-85℃下攪拌反應50-70分鐘，降溫在70-80℃，加入步驟（2）羥基化桐油和N-甲基二乙醇胺，反應1-2小時，加入三乙胺中和15-25分鐘，加熱至70-90℃加水乳化，得到羥基化桐油改性水性聚氨酯/木質素復合乳液；
（4）將步驟（3）復合乳液加入松香樹脂乳液，抽真空至真空度為0.5-0.8MPa，以300-500r/min的速率高速攪拌混合20-30分鐘，得到所述水性聚氨酯膠黏劑。
與現有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
（1）木質素是一種具有三維網狀立體結構的復雜的聚酚類物質，分子中含有豐富的醇羥基和酚羥基等活性基團，本發(fā)明中利用這些活性基團與異氰酸酯反應，獲得表面被-NCO基團修飾的木質素，之后參與水性聚氨酯的合成反應得到生物質基水性聚氨酯乳液，可與紙張中的羥基發(fā)生化學反應，從而產生良好的粘結效果，又能賦予膠黏劑生物降解性能，環(huán)保效果好，另外-NCO基團修飾的木質素可與聚乙二醇、羥基化桐油發(fā)生反應，使得鏈段之間的相互作用增強，提升交聯強度，耐水性得到提高，包裝盒粘合后不返潮、無霉爛，不影響紙張手感。
（2）羥基化桐油可看做含三個共軛雙鍵的長疏水支鏈，將其引入聚氨酯成為含雙鍵桐油水性聚氨酯乳液，其實質是向聚氨酯中引入了含雙鍵長疏水支鏈，使得疏水締合作用明顯，對膠黏劑的增稠性越好，制備的水性聚氨酯膠黏劑具有初始粘性好，粘接強度高等特點，同時雙鍵的引入可提高膠體的交聯密度，使產品的耐水、耐溶劑性顯著提升。
具體實施方式
一種用于紙張包裝盒的水性聚氨酯膠黏劑，由以下重量份的原料組成：聚乙二醇55，二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯30，粗堿木質素8，10% NaOH溶液適量，10%鹽酸溶液適量，異佛爾酮二異氰酸酯10，二月桂酸二丁基錫0.5，丙酮適量，二乙醇胺20，桐油9，乙醇鈉0.7，二羥甲基丙酸6，N-甲基吡咯烷酮適量，N-甲基二乙醇胺7，三乙胺18，松香樹脂乳液3，蒸餾水適量。
具體步驟如下：
（1）-NCO基木質素的制備：
①、將粗堿木質素配制成濃度為30%的水溶液，用質量分數為10% NaOH溶液調節(jié)pH至13-14，使堿木質素充分溶解后除去不溶物，然后用10%鹽酸溶液于60℃下調pH至2-3，沉淀出堿木質素，過濾，反復用蒸餾水洗滌沉淀至中性，于65℃真空干燥，得堿木質素備用；
②、在帶磁力攬拌的單口瓶中加入異佛爾酮二異氰酸酯、二月桂酸二丁基錫、丙酮以及上述堿木質素，充分攪拌后，在40℃超聲分散2小時，然后在55℃回流反應4小時，冷卻至室溫，分離、丙酮洗滌，將濾餅在80℃下真空干燥4小時，研磨后即得到-NCO基木質素；
（2）羥基化桐油的制備：
將桐油和二乙醇胺加入裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計和氮氣保護的四口燒瓶中，于50℃下加入乙醇鈉，之后控制反應溫度在115℃之間，回流攪拌4小時，得到羥基化桐油；
（3）羥基化桐油改性水性聚氨酯/木質素復合乳液的制備：
將聚乙二醇置于四口燒瓶中升溫120℃真空下脫水3小時，在氮氣環(huán)境下降溫至60℃，加入二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、步驟（1）-NCO基木質素攪拌反應1小時，滴加溶有二羥甲基丙酸的N-甲基吡咯烷酮溶液，控溫在80℃下攪拌反應60分鐘，降溫在75℃，加入步驟（2）羥基化桐油和N-甲基二乙醇胺，反應1.5小時，加入三乙胺中和20分鐘，加熱至80℃加水乳化，得到羥基化桐油改性水性聚氨酯/木質素復合乳液；
（4）將步驟（3）復合乳液加入松香樹脂乳液，抽真空至真空度為0.7MPa，以400r/min的速率高速攪拌混合25分鐘，得到所述水性聚氨酯膠黏劑。
按照具體實施例制備的制備的水性聚氨酯膠黏劑，對其進行性能測試，結果如下：
粘結固化時間（30℃）：<1h，剝離強度：104N/(2.5cm)，初始粘度（25℃）：10320 mPa·s。