一種紅木雙組份拼板膠用乳液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種紅木雙組份拼板膠用乳液及其制備方法，紅木拼板膠用乳液由聚乙烯醇、消泡劑、醋酸鈉、乳化劑、還原劑、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸、自乳化單體、交聯(lián)單體、殺菌劑、防藍變劑、納米硅溶膠等組成。本發(fā)明的紅木拼板膠用乳液通過物理和化學(xué)的方法，調(diào)節(jié)乳膠粒粒徑和分子量，設(shè)計聚合物鏈一次結(jié)構(gòu)，阻止酚類物質(zhì)通過紅木纖維的隧道向外慢慢滲出，避免出現(xiàn)著色蔽病。乳液以水為分散介質(zhì)，使用方便，對環(huán)境無污染。
【專利說明】
一種紅木雙組份拼板膠用乳液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及膠粘劑制備技術(shù)，尤其涉及一種紅木雙組份拼板膠用乳液及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們生活水平的提高，對木制產(chǎn)品的需求日益增長，但森林資源非常匱乏，根 本無法滿足實際需求的增長。為此，多年來形成一種以小木拼成大木的木材再加工產(chǎn)業(yè)，以 充分利用各種木材，減少浪費。在小木拼成大木的過程中，需要用到大量的雙組份拼板膠。 雙組份拼板膠由含活性氫的水基聚合物，加入多異氰酸酯為固化劑，即構(gòu)成水性高分子~ 異氰酸酯膠粘劑API(Aqueous emulsion Polymer Isocyanate)。雙組份拼板膠的使用市場 大，從市場調(diào)查情況看，拼板膠生產(chǎn)企業(yè)大都用進口或合資企業(yè)生產(chǎn)的拼板膠用乳液，拼板 膠用乳液主要從瓦克、塞拉尼斯、陶氏化學(xué)等國外化工公司購買，核心技術(shù)掌握在外資企業(yè) 手中。
[0003] 紅木是我國高端、名貴家具用材的統(tǒng)稱，紅木屬于硬木類，材質(zhì)堅硬，紋理致密，是 我國制作家具、室內(nèi)裝飾、樂器的主要木材之一，但用通常粘合劑制作的紅木拼接板材在接 縫處常出現(xiàn)變色，形成深褐色或黑褐色色斑，影響成品的外觀，結(jié)果逼使成品削價處理，給 國家或企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟損失。主要是由于紅木會析出一些易與空氣接觸而生色的酚類 物質(zhì)，即便去除表面已出現(xiàn)的生色物，但由于在木材深處的這些物質(zhì)還可通過紅木纖維的 隧道向外慢慢滲出，從而又出現(xiàn)著色蔽病。為此我們根據(jù)紅木特點，從化學(xué)和物理兩個方面 來清除和堵塞這類物質(zhì)出現(xiàn)，以達到穩(wěn)定色澤的目的，開發(fā)紅木雙組份拼板膠用乳液，以克 服上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種紅木雙組份拼板膠用乳液及 其制備方法。本發(fā)明制備的紅木雙組份拼板膠用乳液以水為分散介質(zhì)，使用方便，對環(huán)境無 污染，與固化劑復(fù)配后的膠粘劑體系呈中性，對被膠接材料無污染，具有常溫固化、粘接強 度高和防止紅木拼接板接縫處變色的特點，合成方法具有操作簡便，制備效率高的特點。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] -種紅木雙組份拼板膠用乳液，其特征在于，包括如下重量份的組分組成： 聚乙烯醇 3,5~4.0 消泡劑 F681 0.1-0.15 醋酸鈉 0.1~0.12 反應(yīng)性乳化劑 0.2~0.3 50%雙氧水 0J~0.15 還原劑 0.18~0.2 醋酸乙烯酯 39.0~40.2
[0007] 甲基丙烯酸 0.8~1.0 自乳化單體 1.0~1.5 交聯(lián)單體 0.15~0.2 殺菌劑 0.1~0.15 25%氨水 （U~0,12 防藍變劑 0.1~0.15 納米鞋溶膠 0.5~0.6 水 54.07-51.16.
[0008] 所述聚乙烯醇為?￥41788、？￥六0588、？￥41792、？￥六1799中的一種或兩種以上按任意 配比混合組成。
[0009] 所述反應(yīng)性乳化劑是JS~2、PE~64、RS~3000中的一種或兩種以上按任意配比混 合組成。
[0010] 所述還原劑是抗壞血酸、抗壞血酸棕櫚酸酯中的一種或兩種按任意配比混合組 成。
[0011] 所述自乳化單體是甲基丙烯酸雙環(huán)戊烯乙氧基酯，交聯(lián)單體是鄰苯二甲酸二烯丙 酯。
[0012] 所述殺菌劑是陶氏化學(xué)BIOBAN ULTRABIT，防藍變劑是氰硫基甲硫基苯并噻唑。
[0013] -種紅木雙組份拼板膠用乳液，包括如下步驟：
[0014] a.將0.1~0.15重量份的雙氧水溶解于1.9~2.85重量份的水中，得2.0~3.0重量 份引發(fā)聚合反應(yīng)的氧化劑水溶液組份;將30.8~31.62重量份的醋酸乙烯酯、0.8~1.0重量 份的甲基丙烯酸、1.0~1.5重量份的甲基丙烯酸雙環(huán)戊烯乙氧基酯和0.15~0.2重量份的 鄰苯二甲酸二烯丙酯混合攪拌均勻，形成32.75~34.32重量份的混合單體；
[0015] b.向反應(yīng)釜中加入52.17~48.31重量份的水，0.05~0.1重量份的消泡劑F681， 0.1~0.12重量份的醋酸鈉，開動攪拌，加入3.5~4.0重量份的聚乙烯醇，升溫至90°C~92 °C保溫50~60分鐘，溶解聚乙烯醇。然后降溫到70°C~73°C，加入0.2~0.3重量份的反應(yīng)性 乳化劑，8.2~8.58重量份的醋酸乙烯酯，0.18~0.2重量份引發(fā)聚合反應(yīng)還原劑組份。攪拌 乳化8~10分鐘后，加入0.5~0.75重量份步驟a配制的雙氧水溶液，在70 °C~75°C保溫30~ 35分鐘；
[0016] C.待冷凝器無回流后，開始同時滴加步驟a配制的32.75~34.32重量份混合單體 和1.3~1.95重量份步驟a配制的雙氧水溶液，滴加時間4.0~4.5小時；
[0017] d.單體加完再反應(yīng)20~30分鐘，升溫至80°C~85°C，加入0.2~0.3重量份的步驟a 配制的雙氧水溶液，保溫50~60分鐘后，降溫至55 °C以下。加入0.1~0.12重量份的氨水溶 液將口田直調(diào)在5~6.5之間，然后加入0.1~0.15重量份的81(^~1]1^1^11'，0.1~0.15重量 份的氰硫基甲硫基苯并噻唑，〇. 5~0.6重量份的納米硅溶膠，攪拌20~30分鐘混合均勻，得 紅木雙組份拼板膠用乳液成品。
[0018] 本發(fā)明中所用的氨水溶液、雙氧水溶液均以水為溶劑，其百分數(shù)均為質(zhì)量分數(shù)。納 米硅溶膠采用阿克蘇諾貝爾化學(xué)R1050(二氧化硅顆粒的質(zhì)量分數(shù)為50% )。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是：
[0020] 1、聚合工藝是種子乳液聚合，釜底中種子單體量是單體總量的20%，增加了體系 中乳膠粒數(shù)目，減小乳膠粒粒徑，有利于乳膠粒在紅木纖維中滲透，增加粘接強度，同時堵 塞纖維隧道，以阻止酚類化合物向外滲出；通過雙氧水與抗壞血酸組成的氧化還原對產(chǎn)生 自由基引發(fā)聚合，降低聚合體系溫度，提高乳膠粒分子量，提高粘接強度。
[0021] 2、單體甲基丙烯酸雙環(huán)戊烯乙氧基酯由于分子結(jié)構(gòu)中含有乙氧基鏈，從而在分子 結(jié)構(gòu)中具有自乳化和潤濕功能，增加體系穩(wěn)定性和對基材潤濕性。
[0022] 3、當膠粘劑水分揮發(fā)成膜時，硅溶膠膠體粒子牢固的附著在物體表面，粒子間形 成硅氧鍵，封閉纖維隧道，阻止酚類化合物向外滲出；交聯(lián)單體鄰苯二甲酸二烯丙酯使產(chǎn)品 成膜形成致密性交聯(lián)結(jié)構(gòu)阻止生色物向表面滲出。
[0023] 4、體系中抗壞血酸、抗壞血酸棕櫚酸酯過量，在產(chǎn)品中有殘留，可以捕捉膠層中的 氧，阻止木材中滲出酚類物質(zhì)色變。
【具體實施方式】
[0024] 以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的制備方法進行詳細闡述。
[0025] 實施例1:總量=1000kg PVA1788 20kg
[0026] PVA1792 丨 5kg 消泡劑F681 丨kg 醋酸鈉 1kg: JS ~2 1.5kg PE ~64 0.5kg 50%取試水 1kg 抗壞血酸 1.8kg 醋酸乙烯酯 390kg 甲基丙烯酸 8kg
[0027] 甲基丙烯酸雙環(huán)戊烯乙氧基酯 丨〇kg 鄰苯二甲酸二烯丙酯 1.5kg BIOBAN ULTRABIT lkg 25%氨水 lkg 氰硫基甲硫基苯并噻唑 l.kg: 納米桂溶膠 5kg 水 540.7kg。
[0028] 生產(chǎn)工藝：
[0029] a.將1公斤雙氧水溶解于19公斤水中，得20kg氧化還原引發(fā)聚合的雙氧水溶液;將 308公斤醋酸乙烯酯、8公斤甲基丙烯酸、10公斤甲基丙烯酸雙環(huán)戊烯乙氧基酯和1.5kg鄰苯 二甲酸二烯丙酯混合均勻，形成327.5kg的混合單體；
[0030] b .向反應(yīng)釜中加入521.7kg水，0.5kg消泡劑F681，lkg醋酸鈉，開動攪拌，加入 20kgPVA1788，15kgPVA1792,升溫至90°C保溫50分鐘，溶解聚乙烯醇。然后降溫到70°C，加入 1.5kgJS~2，0.5kgPE~64，82kg醋酸乙稀酯，1.8kg抗壞血酸。攪拌乳化8分鐘后，加入5kg步 驟a配制的雙氧水溶液，保溫30分鐘；
[0031] c.待冷凝器無回流后，開始同時滴加步驟a配制的327.5kg混合單體和13kg步驟a 配制的雙氧水溶液，滴加時間4.0小時；
[0032] d.單體加完繼續(xù)反應(yīng)20分鐘，升溫至80 °C，加入2kg步驟a配制的雙氧水溶液，反應(yīng) 50分鐘后，降溫至55°C以下。加入lkg的氨水溶液將pH值調(diào)在5~6.5之間，然后加入lkg的 BIOBAN ULTRABIT，lkg氰硫基甲硫基苯并噻唑，5kg的納米硅溶膠，攪拌20分鐘混合均勻，得 紅木雙組份拼板膠用乳液成品。
[0033] 實施例2:總量=1000kg PVA1792 20kg PVA1799 7kg
[0034] PVA0588 10kg 消泡劑F681 1.2kg 醋酸鈉 1.1kg JS ~2 i kg PE-64 1kg RS-3000 0.5kg 50%雙氧水 1.3kg 抗壞血酸 1kg 抗壞血酸棕櫚酸酯 0.9kg 醋酸乙烯酯 395kg
[0035] 甲基丙烯酸 9kg 甲基丙烯酸雙環(huán)戊烯乙氧基酯 12kg 鄰苯二甲酸二烯丙酯 l.&kg BIOBAN ULTRABIT ].3kg 2:5% 氣水 Ukg 氰硫基甲硫基苯并噻唑 1.2kg 納米娃溶膠 5.5kg 水 528.1kg
[0036] 生產(chǎn)工藝：
[0037] a.將1.3公斤雙氧水溶解于24.7公斤水中，得26kg氧化還原引發(fā)聚合的雙氧水溶 液;將311.44公斤醋酸乙烯酯、9公斤甲基丙烯酸、12公斤甲基丙烯酸雙環(huán)戊烯乙氧基酯和 1.8kg鄰苯二甲酸二稀丙酯混合攪拌均勾，形成334.24kg的混合單體；
[0038] b.向反應(yīng)釜中加入503.4kg的水，0.7kg消泡劑F681，1. 1kg醋酸鈉，開動攪拌，加入 7kgPVA1799，20kgPVA1792，10kgPVA0588，升溫至91°C，保溫55分鐘，溶解聚乙烯醇。然后降 溫到71°C，加入lkgJS~2、lkgPE~64、0 · 5kgRS~3000，83 · 56kg醋酸乙烯酯，1 · 0kg抗壞血 酸，〇. 9kg抗壞血酸棕櫚酸酯。攪拌乳化9分鐘后，加入6.5kg重量份步驟a配制的雙氧水溶 液，在73 °C保溫32分鐘；
[0039] c.待冷凝器無回流后，開始同時滴加步驟a配制的334.24kg混合單體和16.9kg步 驟a配制的雙氧水溶液，滴加時間4.2小時；
[0040] d.單體加完繼續(xù)反應(yīng)25分鐘，升溫至82 °C，加入2.6kg步驟a配制的雙氧水溶液，保 溫55分鐘后，降溫至55°C以下。加入1. lkg的氨水溶液將pH值調(diào)在5~6.5之間，加入1.3kg的 BIOBAN ULTRABIT，1.2kg氰硫基甲硫基苯并噻唑，5.5kg的納米硅溶膠，攪拌25分鐘混合均 勻，得紅木雙組份拼板膠用乳液成品。
[0041] 實施例3:總量=1000kg PVA1788 20kg PVA1799 15kg PVA0588 5kg 消泡劑F681 1.5kg 醋酸鈉 丨.2kg JS ~2. 1.5kg PE-64 1kg RS ~3000 0.5kg 50%雙試水 1.5kg
[0042] 抗壞血酸棕櫚酸酯 2.0kg 醋酸乙烯酯 402kg 甲基丙烯酸 10kg 甲基丙烯酸雙環(huán)戊烯乙氧基酯 15kg 鄰苯二甲酸二烯丙酯 2.0kg BIOBAN ULTRABIT 1.5kg 25% 氨水 1.2kg 氰硫基甲硫基苯并噻唑 1.5kg 納米娃溶膠 6kg 水 5丨丨,6kg。：
[0043] 生產(chǎn)工藝：
[0044] a.將1.5公斤雙氧水溶解于28.5公斤水中，得30kg氧化還原引發(fā)聚合的雙氧水溶 液;將316.2公斤醋酸乙烯酯，10公斤甲基丙烯酸，15公斤甲基丙烯酸雙環(huán)戊烯乙氧基酯和 2kg鄰苯二甲酸二稀丙酯混合攪拌均勾，形成343.2kg的混合單體；
[0045] b.向反應(yīng)釜中加入483.1kg的水，1kg消泡劑F681，1.2kg醋酸鈉，開動攪拌，加入 20kgPVA1788，15kgPVA1799，5kgPVA0588，升溫至92 °C保溫60分鐘，溶解聚乙烯醇。然后降溫 到73°C，加入1 · 5kgJS~2，lkgPE~64，0 · 5kgRS~3000，85 · 8kg醋酸乙烯酯，2kg抗壞血酸棕 櫚酸酯。攪拌乳化10分鐘后，加入7.5kg步驟a配制的雙氧水溶液，保溫35分鐘；
[0046] c.待冷凝器無回流后，開始同時滴加步驟a配制的343.2kg混合單體和19.5kg步驟 a配制的雙氧水溶液，滴加時間4.5小時；
[0047] d.單體加完再反應(yīng)30分鐘，升溫至85 °C，加入3kg步驟a配制的雙氧水溶液，保溫60 分鐘后，降溫至55°C以下。加入1.2kg的氨水溶液將pH值調(diào)在5~6.5之間，加入1.5kg的 BIOBAN ULTRABIT，1.5kg氰硫基甲硫基苯并噻唑，6kg的納米硅溶膠，攪拌30分鐘混合均勻， 得紅木雙組份拼板膠用乳液成品。
[0048]為了對以上三個實施例獲得的紅木雙組份拼板膠用乳液性能進行評價，進行如下 實驗:三個容器中各稱取聚乙烯醇BP~1788 20 %水溶液55克，向其中加入水15克，0.5克分 散劑，分散機下分散攪拌15分鐘后，向其中加入800目碳酸鈣40克，分散攪拌15分鐘，分別加 入以上三個實施例中所得紅木雙組份拼板膠用乳液70克，4克TXIB增塑劑，攪拌30分鐘得到 三種不同實施例中紅木雙組份拼板膠用乳液復(fù)配的主劑。性能檢測時按主劑與固化劑的重 量比為100:15混合均勻，選用30 X 25 X 10mm標準櫸木試塊，按照日本JIS K6806~2003標準 的方法制備36組試件，壓力8atm，壓合時間24小時后解壓。壓力剪切強度檢測結(jié)果如表1所 示(每個數(shù)據(jù)為10組試件測試的平均值）。
[0050]由表1測試數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明制備的乳液經(jīng)復(fù)配得到的紅木雙組份拼板膠完全滿 足行業(yè)標準JIS K6806~2003的要求，具有很高的強度及優(yōu)異的耐水性。
[0051]同時，由于紅木雙組份拼板膠用乳液通過物理和化學(xué)的方法，調(diào)整乳膠粒粒徑和 分子量，減少乳膠粒子粒徑，利于乳膠粒在紅木纖維中滲透，堵塞纖維隧道;通過硅溶膠膠 體粒子牢固的附著在物體表面，粒子間形成硅氧結(jié)合，封閉纖維隧道;交聯(lián)單體使產(chǎn)品成膜 形成致密性交聯(lián)結(jié)構(gòu)阻止生色物向表面滲出，封閉纖維隧道，以阻止酚類化合物向外滲出， 避免出現(xiàn)著色蔽病。
【主權(quán)項】
1. 一種紅木雙組份拼板膠用乳液，其特征在于，包括如下重量份數(shù)的組分組成： 聚乙烯醇 3.5~4.0 消泡劑 F681 0.1-0.15 醋酸鈉 0.1~0.12 反應(yīng)性乳化劑 0.2~0.3 50%雙氧水 0.1~0.15 還原劑 0.18-0.2 醋酸乙烯酯 39,0~40.2 甲基丙烯酸 0.8~1.0 自乳化單體 1.0-1.5 交聯(lián)單體 0.15~0.2 殺菌劑 0.1~15 25% 氨水 0.K0.12 防藍變劑 0.1~0.15 納米硅溶膠 0.5~0.6 水 54.07~5 U 6。2. 如權(quán)利要求1所述的一種紅木雙組份拼板膠用乳液，其特征在于:所述反應(yīng)性乳化劑 是JS~2、PE~64、RS~3000中的一種或兩種以上按任意配比混合組成。3. 如權(quán)利要求1所述的一種紅木雙組份拼板膠用乳液，其特征在于:所述還原劑是抗壞 血酸、抗壞血酸棕櫚酸酯中的一種或兩種按任意配比混合組成。4. 如權(quán)利要求1所述的一種紅木雙組份拼板膠用乳液，其特征在于:所述自乳化單體是 甲基丙烯酸雙環(huán)戊烯乙氧基酯，交聯(lián)單體是鄰苯二甲酸二烯丙酯。5. 如權(quán)利要求1所述的一種紅木雙組份拼板膠用乳液，其特征在于:所述殺菌劑是陶氏 化學(xué)BIOBAN ULTRABIT，防藍變劑是氰硫基甲硫基苯并噻唑。6. -種如權(quán)利要求1所述的紅木雙組份拼板膠用乳液的制備方法，其特征在于，該方法 包括如下步驟： a. 將0.1~0.15重量份的雙氧水溶解于1.9~2.85重量份的水中，得2.0~3.0重量份引 發(fā)聚合反應(yīng)的氧化劑水溶液組份;將30.8~31.62重量份的醋酸乙烯酯、0.8~1.0重量份的 甲基丙烯酸、I. 〇~1.5重量份的自乳化單體和0.15~0.2重量份的交聯(lián)單體混合攪拌均勻， 形成32.75~34.32重量份的混合單體； b. 向反應(yīng)釜中加入52.17~48.31重量份的水，0.05~0.1重量份的消泡劑F681，0.1~ 0.12重量份的醋酸鈉，開動攪拌，加入3.5~4.0重量份的聚乙烯醇，升溫至90 °C~92 °C保溫 50~60分鐘，溶解聚乙烯醇。然后降溫到70°C~73°C，加入0.2~0.3重量份的反應(yīng)性乳化 劑，8.2~8.58重量份的醋酸乙烯酯，0.18~0.2重量份引發(fā)聚合反應(yīng)還原劑組份。攪拌乳化 8~10分鐘后，加入0.5~0.75重量份步驟a配制的雙氧水溶液，在70°C~75°C保溫30~35分 鐘； C.待冷凝器無回流后，開始同時滴加步驟a配制的32.75~34.32重量份混合單體和1.3 ~1.95重量份步驟a配制的雙氧水溶液，滴加時間4.0~4.5小時； d.單體加完再反應(yīng)20~30分鐘，升溫至80°C~85°C，加入0.2~0.3重量份的步驟a配制 的雙氧水溶液，保溫50~60分鐘后，降溫至55°C以下。加入0.1~0.12重量份的氨水溶液將 pH值調(diào)在5~6.5之間，然后加入0.1~0.15重量份的殺菌劑，0.1~0.15重量份的防藍變劑， 0.5~0.6重量份的納米硅溶膠，攪拌20~30分鐘混合均勻，得紅木雙組份拼板膠用乳液成 品。
【文檔編號】C08F4/40GK105885738SQ201610301460
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月7日
【發(fā)明人】劉維均
【申請人】臺州學(xué)院