一種用于層積材和膠合木的木材膠粘劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及木材加工及膠粘劑技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，設(shè)及一種用于層積材和膠合 木的木材化粘劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)是世界上人造板產(chǎn)量最大的國(guó)家，也是人造板最大的消費(fèi)與進(jìn)口國(guó)，2014人 造板產(chǎn)量已增長(zhǎng)至30212. 33萬(wàn)m3。而我國(guó)森林覆蓋率較低，木材資源嚴(yán)重不足，人工林速 生材已成為我國(guó)木材工業(yè)的主要原料，由于其木質(zhì)松軟、密度低等缺陷限制了其應(yīng)用，能夠 用于結(jié)構(gòu)材料的人工木質(zhì)材料很少。要想滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)對(duì)木材及木材制品的大量需求，須高效 利用速生材，大力發(fā)展能夠作為木質(zhì)結(jié)構(gòu)使用的人工木質(zhì)材料。
[0003] 層積材是多層單板按順紋為主組巧膠合而成的板材，與實(shí)木相比，單板層積材結(jié) 構(gòu)均勻，變形小，強(qiáng)度高；膠合木是W較小規(guī)格的實(shí)木銀材，順紋方向粘結(jié)而成的一種工程 木，膠合木強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)均勻，內(nèi)應(yīng)力小，不易開(kāi)裂和翅曲變形。膠合木與木質(zhì)工字梁，層積 材同為S種主要的工程材產(chǎn)品之一，是有效利用小徑材、速生材的結(jié)構(gòu)木質(zhì)材料，作為結(jié)構(gòu) 材料，對(duì)實(shí)木的可替代性最強(qiáng)。
[0004] 膠粘劑是層積材與膠合木生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)，要求其膠粘劑具有高強(qiáng)度，耐水、耐 候、耐久，且具備良好的工藝性能?，F(xiàn)在木材工業(yè)中大量使用的脈醒膠粘劑、=聚氯胺-甲 醒膠粘劑W及聚醋酸己締醋膠粘劑的耐水性、耐久性較差、難W滿(mǎn)足層積材與膠合木的要 求，普通的酪醒樹(shù)脂雖耐久性和耐水性等能夠達(dá)到要求，但其固化溫度高，工藝上難W實(shí) 現(xiàn)。因此，開(kāi)發(fā)適用于層積材與膠合木的常溫固化木材膠粘劑，對(duì)促進(jìn)該一材料的應(yīng)用與發(fā) 展，提高我國(guó)木材的利用效率，具有積極的意義。
[0005] 在常溫固化的木材膠粘劑中，間苯二酪酪醒樹(shù)脂具有耐水、耐候、高強(qiáng)度的特性， 可作為膠層積材和膠合木膠粘劑，但由于間苯二酪的價(jià)格一直很高，限制了其推廣應(yīng)用范 圍，因此一般會(huì)加入苯酪進(jìn)行改性，如吳志平、周先雁、柳婷等公開(kāi)的專(zhuān)利"一種基體樹(shù)脂 和一種結(jié)構(gòu)膠合木用膠粘劑"（CN 103865018A)中描述了先用苯酪、間苯二酪和甲醒進(jìn)行 共縮聚后，再分批加入間苯二酪，得到苯酪改性的間苯二酪-甲醒樹(shù)脂，使用時(shí)加入固化劑 (多聚甲醒、六亞甲基四胺或者=聚氯胺）。該膠粘劑具有強(qiáng)度高、耐久性好、成本比間苯二 酪-甲醒樹(shù)脂膠粘劑低，可常溫固化的特點(diǎn)。但該膠粘劑在間苯二酪用量多時(shí)，降低成本不 明顯，用量較少時(shí)，固化溫度會(huì)相應(yīng)上升，導(dǎo)致室溫固化不完全，膠粘劑固化后的性能會(huì)隨 固化溫度變化而不穩(wěn)定，且固化劑為固體，在體系中也會(huì)由于混合不均勻?qū)е履z粘劑性能 穩(wěn)定性變差，限制了其應(yīng)用范圍。
[0006] 上世紀(jì)八十年代W來(lái)，聚氨醋也開(kāi)始作為木材膠粘劑使用，由于其具有膠接強(qiáng)度 高、耐水性、耐久性及耐候性能優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)，在木材加工中的應(yīng)用日益廣泛。如美國(guó)亨斯 邁公司2010年公開(kāi)的發(fā)明專(zhuān)利（CN 101687348B)"-種膠粘劑和使用該膠粘劑生產(chǎn)木質(zhì) 纖維素復(fù)合材料的方法"，描述了用聚離多元醇、多亞甲基多苯基多異氯酸醋（W下簡(jiǎn)稱(chēng)為 PMDI) W及乳化石蠟混合，得到一種能夠生產(chǎn)定向創(chuàng)花板的木材膠粘劑，該膠粘劑不含甲 醒，強(qiáng)度高，但熱壓溫度要在l〇〇°CW上。2010年宮濤、楊樹(shù)竹、白貴峰公開(kāi)的發(fā)明專(zhuān)利（CN 101701142B)"木材用單組分濕固化聚氨醋膠粘劑及其制備方法"中敘述了木材用單組分濕 固化聚氨醋膠粘劑，用聚氧化丙締二醇與聚二苯基甲燒二異氯酸醋混合反應(yīng)后加入了二醇 擴(kuò)鏈，得到異氯酸根端基單組分濕固化聚氨醋膠粘劑，主要用于人造板加工，W獲得無(wú)醒含 量的板材。王志玲等2011年公開(kāi)的發(fā)明專(zhuān)利（CN 101967363A)"-種異氯酸醋/PET水乳 液膠粘劑及其制備"描述了采用回收聚對(duì)苯二甲酸己二醋（PET)、新戊二醇、馬來(lái)酸酢等制 備得到PET水乳液，使用時(shí)，將單獨(dú)分裝的PET水乳液和PMDI室溫混合得異氯酸醋/PET水 乳液膠粘劑用于木材的粘接，該專(zhuān)利W回收的PET為原料，制備得到聚氨醋木材膠粘劑，但 固化溫度仍然在l〇〇°CW上。吳子良、羅偉雄2011年公開(kāi)的發(fā)明專(zhuān)利（CN 102093835Ar- 種單組份己締基聚氨醋乳液膠粘劑的制備"中，膠粘劑是在室溫下將改性己締基聚合物乳 液與異氯酸醋直接混合反應(yīng)，加入高嶺上等組合而制得，可用于拼板、指接和組裝等，由于 主要成份是己締基聚合物乳液，異氯酸醋只是用作交聯(lián)劑，故難W作為結(jié)構(gòu)膠粘劑使用。
[0007] 目前我國(guó)用于層積材和膠合木的結(jié)構(gòu)膠粘劑，還是W間苯二酪-甲醒或者改性間 苯二酪-甲醒樹(shù)脂為主，而該一類(lèi)膠粘劑存在前述的一些問(wèn)題，使得其應(yīng)用有一定的局限 性。聚氨醋膠粘劑具有與木材的膠接強(qiáng)度高，耐水性與耐候性良好，通過(guò)性能調(diào)整，可W作 為層積材和膠合木的結(jié)構(gòu)膠粘劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明的目的在于提供一種用于層積材和膠合木的木材膠粘劑及其制備方法。膠 粘劑包括A、B兩個(gè)主要組分，A組分是環(huán)己酬與甲醒的反應(yīng)產(chǎn)物，B組分是A組分與PMDI所 得的反應(yīng)產(chǎn)物。膠粘劑的制備工藝簡(jiǎn)單、制備方法可靠，對(duì)環(huán)境污染小。
[0009] 其制備方法包括下列步驟：
[0010] 1、A組分制備方法
[0011] (1)將環(huán)己酬加入至反應(yīng)蓋中，加入37%的甲醒水溶液，環(huán)己酬、雙酪A與甲醒的 質(zhì)量份數(shù)比例如下：
[001引環(huán)己酬 100份
[0013] 37% 甲醒 120-150 份
[0014] (2)用堿的水溶液調(diào)節(jié)抑值為10-11，攬拌升溫至80-100°C，待體系變清后，保持 溫度反應(yīng)2-化；所述的堿為氨氧化鋼、氨氧化鐘或者碳酸鋼（純堿）中的一種；
[0015] (3)加入有機(jī)酸進(jìn)行中和至抑為7,在90-120°C、約為-0. 09MPa (表壓）下真空脫 水2-化，降溫至40°C W下，出料得到A組分；所述的有機(jī)酸為甲酸、己酸、草酸中的一種。
[0016] 2、B組分的制備方法
[0017] (1)將A組分加入至反應(yīng)蓋中，加入PMDI，攬拌升溫至60-80°C反應(yīng)時(shí)間2-化； [001引 （2)降溫至40°C W下，出料得到B組分。A組分、PMDI的質(zhì)量份數(shù)比例如下：
[0019] A 組分 100 份
[0020] PMDI 120-160 份
[0021] 3、膠粘劑的制備方法
[0022] 將A、B組分混合，加入一定量的木粉，攬拌均勻，得到膠粘劑，該膠粘劑可用于層 積材和膠合木的常溫固化結(jié)構(gòu)膠粘劑。A、B組分及填料木粉的質(zhì)量份數(shù)比例如下：
[0023] A 組分 100 份
[0024] B 組分 180-220 份 [00巧]木粉4-6份
[0026] 本發(fā)明所述的膠粘劑具有下列的特點(diǎn)：
[0027] (1)膠粘劑的膠接強(qiáng)度高，耐水性、耐氣候性好，可W作為層積材和膠合木的結(jié)構(gòu) 膠粘劑；
[002引 似采用雙組分，其中B組分用A組分與PMDI反應(yīng)后得到，其儲(chǔ)存穩(wěn)定性大大提 高，儲(chǔ)存期可達(dá)到一年W上；
[0029] (3)可常溫固化，適用性強(qiáng)，且A、B組分的分子量可W根據(jù)需要調(diào)整，可W滿(mǎn)足不 同季節(jié)及不同地區(qū)的要求；
[0030] (4)膠粘劑中無(wú)溶劑，固化時(shí)無(wú)揮發(fā)性物質(zhì)產(chǎn)生，對(duì)工作場(chǎng)所無(wú)環(huán)境污染；
[003U (5)粘度適中，在使用時(shí)，可W采用噴膠、刷膠等多種施膠方式；
[003引 做膠粘劑制備工藝簡(jiǎn)單，制備過(guò)程中，無(wú)"立廢"排放。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 為了更好的闡述本發(fā)明所公開(kāi)的技術(shù)，通過(guò)W下實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明。
[0034] 實(shí)施例1
[003引 A組分的制備方法
[0036] 將環(huán)己酬1000kg、37%的甲醒水溶液1400kg加入至反應(yīng)蓋中，用30%氨氧化鋼水 溶