CN110819276B - 一种高强度低醛胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高强度低醛胶及其制备方法，所述高强度低醛胶由以下组成：脲醛树脂胶粘剂100份，水性环氧树脂5‑15份，植物蛋白粉5‑15份，面粉为30‑40份，填料10‑20份；本发明创造性的使用植物蛋白粉，既作用于水性环氧树脂、促使其与脲醛树脂反应，进一步提升交联密度；又能充当填料、增加胶水粘稠度，提升胶水涂布性能；使用水性环氧树脂作为交联剂，增强了脲醛树脂的胶合强度，提升胶水的耐水性能；相比于普通低摩尔比脲醛树脂胶粘剂，该胶水具有优异的胶合强度，甲醛释放量更低，9~11L干燥器法测得甲醛释放量≤0.2mg/L。引用检测标准GB/T 17657‑2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强度低醛胶及其制备方法，属于木材加工行业，是人造板制备领域中所采用的一种新发明。
背景技术
随着人们对生活品质的要求逐渐提高，人工速生林、劣质木材以及小径木材已成为木材加工市场的主要原材料，因此，人造板行业为解决木材资源提供了许多帮助。木材胶粘剂是木材加工行业不可或缺的材料，起到至关重要的作用。随着近年来消费者们对木制品中甲醛释放量的重要因素指标日益关注，且传统脲醛树脂胶粘剂有着一些缺点。目前脲醛树脂胶粘剂存在以下问题：1、若胶粘剂粘接强度高，则甲醛释放量高；2、若要降低脲醛树脂中游离甲醛含量，则脲醛树脂胶的粘接强度变差。近年来，科研人员一直在追求降低甲醛释放量的同时，又可以有效提升板材的胶合强度，例如专利申请号201711413746.5的《一种纳米纤维素改性低摩尔比脲醛树脂胶黏剂及其制备方法》。
发明内容
鉴于上述脲醛树脂胶粘剂在实际生产使用中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高强度低醛胶，既降低了脲醛树脂中游离甲醛释放量，又提高了脲醛树脂的胶合强度，符合安全生产。
为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种高强度低醛胶，其特征在于，该低醛胶按重量份数计由以下成分组成：脲醛树脂100份，水性环氧树脂溶液5-15份，植物蛋白粉5-15份，面粉30-40份，氢氧化铝10-20份；
且其中，
所述的脲醛树脂的制备方法，具体步骤如下：在反应釜中加入37％浓度的甲醛100-110份，加入尿素50份，用30％NaOH调节pH至8-9，在20-40min升温至85-95℃，保温25-35min；加入尿素30份，用甲酸调节pH至4.5-5.5，反应90-120min；
当浑浊点达到要求时，加入30％NaOH调节pH至7-8，加入尿素20份，降温至55-65℃继续反应15-20min，冷却放料；
所述的水性环氧树脂的制备方法，具体步骤如下：氨水100份和环氧氯丙烷470份添加到170份水中，并放入配备冷凝器的树脂釜中以550-650RPM的转速搅拌；随着反应进行，混合物温度逐渐升高，当温度达到预定温度40-60℃，打开冷却循环器保持反应温度；待溶液澄清后，将反应混合物再搅拌30分钟；将得到的产物保存在室温下；
所述的高强度低醛胶的制备方法，具体步骤如下：将脲醛树脂100份，水性环氧树脂5-15份，植物蛋白粉5-15份，面粉30-40份，氢氧化铝10-20份，混合搅拌均匀。
本发明选用水性环氧树脂作为交联剂，作用于脲醛树脂中，生成交联网状结构，提升胶水胶合强度；
所述填料选用氢氧化铝，增加胶水的密度，提升胶水的流动性、填充性。
作为进一步优选地，所述植物蛋白粉为棉籽粕粉、高温豆粕粉等，植物蛋白粉既能作用于水性环氧树脂、促使其与脲醛树脂反应，进一步提升交联密度；又能充当填料、增加胶水粘稠度，提升胶水涂布性能。
作为进一步优选地，所述的氨水质量浓度为28-30％，环氧氯丙烷，其浓度为99％。
本发明具备以下有益效果：1、创造性的使用植物蛋白粉，既作用于水性环氧树脂、促使其与脲醛树脂反应，进一步提升交联密度；又能充当填料、增加胶水粘稠度，提升胶水涂布性能；2、创造性的使用水性环氧树脂作为交联剂，增强了脲醛树脂的胶合强度，提升胶水的耐水性能；3、相比于普通低摩尔比脲醛树脂胶粘剂，该胶水具有优异的胶合强度，II类胶合强度≥0.7MPa；4、相比于采用普通低摩尔比脲醛树脂胶制得的多层胶合板，该胶水制得的多层胶合板甲醛释放量更低，9～11L干燥器法测得甲醛释放量≤0.2mg/L。引用检测标准GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》。
具体实施方式
实施例1
一、脲醛树脂的制备方法，具体步骤如下：
步骤1)在反应釜中加入37％浓度的甲醛100份，加入尿素50份，用30％NaOH调节pH至8-9，在20-40min升温至85-95℃，保温25-35min；
步骤2)加入尿素30份，用甲酸调节pH至4.5-5.5，反应90-120min；
步骤3)当浑浊点达到要求时，加入30％NaOH调节pH至7-8，加入尿素20份，降温至55-65℃继续反应15-20min，冷却放料。
二、水性环氧树脂的制备：
步骤1)氨水100份和环氧氯丙烷470份添加到170份水中，并放入配备冷凝器的树脂釜中以550-650RPM的转速搅拌。
步骤2)随着反应进行，混合物温度逐渐升高，当温度达到预定温度40-60℃，打开冷却循环器保持反应温度。
步骤3)待溶液澄清后，将反应混合物再搅拌30分钟。将得到的产物保存在室温下。
三、高强度低醛胶的制备：将一中制备的脲醛树脂100份，二中制备的水性环氧树脂10份，植物蛋白粉5份，面粉35份，氢氧化铝20份，混合搅拌均匀。
按照GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》检测制成的三层胶合板甲醛释放量为0.1mg/L，II类胶合强度为0.87MPa。
实施例2
一、脲醛树脂的制备方法，具体步骤如下：
步骤1)在反应釜中加入37％浓度的甲醛105份，加入尿素50份，用30％NaOH调节pH至8-9，在20-40min升温至85-95℃，保温25-35min；
步骤2)加入尿素30份，用甲酸调节pH至4.5-5.5，反应90-120min；
步骤3)当浑浊点达到要求时，加入30％NaOH调节pH至7-8，加入尿素20份，降温至55-65℃继续反应15-20min，冷却放料。
二、水性环氧树脂的制备：
步骤1)氨水100份和环氧氯丙烷465份添加到175份水中，并放入配备冷凝器的树脂釜中以550-650RPM的转速搅拌。
步骤2)随着反应进行，混合物温度逐渐升高，当温度达到预定温度40-60℃，打开冷却循环器保持反应温度。
步骤3)待溶液澄清后，将反应混合物再搅拌30分钟。将得到的产物保存在室温下。
三、高强度低醛胶的制备：将一中制备的脲醛树脂100份，二中制备的水性环氧树脂7.5份，植物蛋白粉3.75份，面粉35份，氢氧化铝20份，混合搅拌均匀。
按照GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》检测制成的三层胶合板甲醛释放量为0.1mg/L，II类胶合强度为0.84MPa。
实施例3
一、脲醛树脂的制备方法，具体步骤如下：
步骤1)在反应釜中加入37％浓度的甲醛110份，加入尿素50份，用30％NaOH调节pH至8-9，在20-40min升温至85-95℃，保温25-35min；
步骤2)加入尿素30份，用甲酸调节pH至4.5-5.5，反应90-120min；
步骤3)当浑浊点达到要求时，加入30％NaOH调节pH至7-8，加入尿素20份，降温至55-65℃继续反应15-20min，冷却放料。
二、水性环氧树脂的制备：
步骤1)氨水100份和环氧氯丙烷470份添加到165份水中，并放入配备冷凝器的树脂釜中以550-650RPM的转速搅拌。
步骤2)随着反应进行，混合物温度逐渐升高，当温度达到预定温度40-60℃，打开冷却循环器保持反应温度。
步骤3)待溶液澄清后，将反应混合物再搅拌30分钟。将得到的产物保存在室温下。
三、高强度低醛胶的制备：将一中制备的脲醛树脂100份，二中制备的水性环氧树脂15份，植物蛋白粉7.5份，面粉35份，氢氧化铝10份，混合搅拌均匀。
按照GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》检测制成的三层胶合板甲醛释放量为0.2mg/L，II类胶合强度为0.91MPa。
实施例4
一、脲醛树脂的制备方法，具体步骤如下：
步骤1)在反应釜中加入37％浓度的甲醛105份，加入尿素50份，用30％NaOH调节pH至8-9，在20-40min升温至85-95℃，保温25-35min；
步骤2)加入尿素30份，用甲酸调节pH至4.5-5.5，反应90-120min；
步骤3)当浑浊点达到要求时，加入30％NaOH调节pH至7-8，加入尿素20份，降温至55-65℃继续反应15-20min，冷却放料。
二、水性环氧树脂的制备：
步骤1)氨水100份和环氧氯丙烷475份添加到170份水中，并放入配备冷凝器的树脂釜中以550-650RPM的转速搅拌。
步骤2)随着反应进行，混合物温度逐渐升高，当温度达到预定温度40-60℃，打开冷却循环器保持反应温度。
步骤3)待溶液澄清后，将反应混合物再搅拌30分钟。将得到的产物保存在室温下。
三、高强度低醛胶的制备：将1中制备的脲醛树脂100份，2中制备的PAE湿强剂6份，植物蛋白粉3份，面粉30份，氢氧化铝30份，混合搅拌均匀。
按照GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》检测制成的三层胶合板甲醛释放量为0.1mg/L，II类胶合强度为0.85MPa。
对比例1
对比例1与实施例1的不同之处在于所用胶水未添加水性环氧树脂、植物蛋白粉。按照GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》检测制成的三层胶合板的理化性能，甲醛释放量0.4mg/L，II类胶合强度0.55MPa。
对比例2
对比例2与实施例1的不同之处在于所用胶水将水性环氧树脂改为1.5％比例的氯化铵作为脲醛树脂的固化剂。在生产过程中，存在交联固化时间较长的问题。按照GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》检测制成的三层胶合板的理化性能，甲醛释放量0.3mg/L，II类胶合强度0.57MPa。
对比例3
植物蛋白粉胶生产板材，配方比例水性环氧树脂100份，植物蛋白粉50份，由于胶水易干，由于胶水易于干胶，存在胶合强度不够高且热压后脱胶现象严重的问题。按照GB/T17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》检测制成的三层胶合板的理化性能，甲醛释放量0.1mg/L，II类胶合强度0.61MPa。
具体检测数据如下表
表1
| 检测例 | 甲醛释放量(mg/L) | II类胶合强度(MPa) |
| 实施例1 | 0.1 | 0.87 |
| 实施例2 | 0.1 | 0.84 |
| 实施例3 | 0.2 | 0.91 |
| 实施例4 | 0.1 | 0.85 |
| 对比例1 | 0.4 | 0.55 |
| 对比例2 | 0.3 | 0.57 |
| 对比例3 | 0.1 | 0.61 |
根据上表显示数据，从对比例1、2、3与实施例1、2、3、4可以得出，对比例1在脲醛树脂中未添加水性环氧树脂、植物蛋白粉，存在胶合强度差、甲醛释放量高的问题；对比例2使用1.5％比例的氯化铵替代水性环氧树脂作为脲醛树脂的交联剂时，胶水存在交联固化反应较慢的问题；对比例3中使用水性环氧树脂胶制备胶合板，由于胶水易于干胶，存在胶合强度不够高且热压后脱胶现象严重的问题。当在脲醛树脂中同时加入水性环氧树脂、植物蛋白粉后，实施例1、2、3、4制得的高强度低醛胶用来制备胶合板，符合国家标准，甲醛释放量≤0.2mg/g、II类胶合强度≥0.7Mpa。
以上数据显示和描述，体现了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种高强度低醛胶，其特征在于，该低醛胶按重量份数计由以下成分组成：脲醛树脂100份，水性环氧树脂溶液5-15份，植物蛋白粉5-7.5份，面粉30-40份，氢氧化铝10-20份；
且其中，
所述的脲醛树脂的制备方法，具体步骤如下：在反应釜中加入37％浓度的甲醛100-110份，加入尿素50份，用30％NaOH调节pH至8-9，在20-40min升温至85-95℃保温25-35min；加入尿素30份，用甲酸调节pH至4.5-5.5，反应90-120min；
当浑浊点达到要求时，加入30％NaOH调节pH至7-8，加入尿素20份，降温至55-65℃继续反应15-20min，冷却放料；
所述的水性环氧树脂溶液 的制备方法，具体步骤如下：氨水100份和环氧氯丙烷470份添加到170份水中，并放入配备冷凝器的树脂釜中以550-650RPM的转速搅拌；随着反应进行，混合物温度逐渐升高，当温度达到预定温度40-60℃打开冷却循环器保持反应温度；待溶液澄清后，将反应混合物再搅拌30分钟；将得到的产物保存在室温下；
所述的高强度低醛胶的制备方法，具体步骤如下：将脲醛树脂100份，水性环氧树脂溶液 5-15份，植物蛋白粉5-7.5份，面粉30-40份，氢氧化铝10-20份，混合搅拌均匀。
2.权利要求1高强度低醛胶，其特征在于，所述的氨水质量浓度为28-30％，环氧氯丙烷，其浓度为99％。
3.权利要求1高强度低醛胶，其特征在于，所述的植物蛋白粉为高温豆粕粉和/或棉籽粕粉。
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