[發明專利]一種水性無醛粘合劑及其制備方法

無效

• 申請號: 200710052822.4
• 申請日: 2007-07-24
• 公開（公告）號: CN101092549A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 黃進;魏銘;艾福金;鄭化
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C09J189/00
• 分類號: C09J189/00;C09J103/02;C09J177/00;C09J133/00;C09J175/04;C09J131/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發明涉及一種粘合劑及其制備方法，屬于天然高分子材料領域，也屬于精細高分子化工領域。

背景技術

在自然界中，物質與物質的粘合性已經被廣泛認識，蛋白質是能夠充當這類起作用的粘合性物質。如在海洋中，蚌類蛋白的粘合性極強，即使是在濕的表面，也能形成很強的粘合作用，這類蛋白質被稱為海洋粘合蛋白。因此，通過研究這類蛋白質的結構與性能之間的關系，利用仿生功能期望得到以蛋白質為主要成分的水性無醛粘合劑。自然界中，植物蛋白因具有可再生、易得、環境友好等多方面的優點，因此開發和利用植物蛋白具有深遠的意義。大豆蛋白質是應用廣泛的植物蛋白之一，是大豆榨油之后的副產品，大部分用于食品工業，在粘合劑、降解塑料等材料領域也得到應用。玉米蛋白粉也是一類植物蛋白，并且具有比大豆蛋白更低廉的價格，因此對其開發和利用具有更廣闊的前景。淀粉是植物光合作用的產物，是自然界最豐富的天然高分子資源之一。植物蛋白和淀粉的粘合性能很早就得到認識并應用，但由于其用于粘合劑，存在強度不高、耐水性能不強、易發霉變質等缺點，因此實際應用得到了很大的限制。由于天然高分子特有的價廉、可再生、環境友好等優點，且因石油資源的日益緊張、原油價格持續上漲以及環境污染問題，基于可再生資源的天然高分子材料的研究和應用被廣泛重視。對植物蛋白和淀粉粘合劑的研究成為研究熱點，目前主要思路是通過物理和化學的方法改性制備出具有更高應用價值的植物蛋白或淀粉粘合劑。將大豆蛋白或淀粉與合成高分子共混制備粘合劑，如將淀粉與聚氨酯粘合劑復合，淀粉的羥基對聚氨酯粘合劑的性能具有一定的影響(Int.J.Adhes.Adhes.，2003，23，393-399；中國專利：200510016573)。利用淀粉與合成高分子制備淀粉改性復合高分子無毒聚合膠合劑(中國專利：200510033797)。采用低成本脫脂大豆粉為原料，通過蛋白定向變性技術和修飾技術，生產無毒性添加劑和無刺激性氣味、粘結強度與醛類膠粘劑相仿的價廉質優的環保型膠粘劑(中國專利：200410002616)。通過將大豆蛋白與水性增強樹脂進行共混，得到粘合強度和耐水性能均較好的木材粘合劑(美國專利：US0089418A1)。這些粘合劑在強度及性能方面得到了提高，但實際應用仍存在一些困難，如初粘力不高、固化時間長、易變質發霉等缺點，很難真正應用于實際。通過調節植物蛋白和淀粉鏈上的基團及高分子類型，同時添加一些助劑改善性能，以期將其獲得更廣泛地應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高粘接性能、成本低廉、環保的水性無醛粘合劑及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：一種水性無醛粘合劑，其特征在于它由質量濃度為5-70％的高分子樹脂水溶液、質量濃度為15-40％的天然高分子物水溶液、無機填料和助劑原料混合而成；高分子樹脂和天然高分子物所占高分子樹脂、天然高分子物、無機填料和助劑原料(即固體干物料)總質量百分比為：20-80％，無機填料所占高分子樹脂、天然高分子物、無機填料和助劑原料總質量百分比為：19.99-79.99％，助劑所占高分子樹脂、天然高分子物、無機填料和助劑原料總質量百分比為：0.01-5％；其中高分子樹脂、天然高分子物各占高分子樹脂和天然高分子物的質量百分比為：高分子樹脂5-95％、天然高分子物5-95％；

所述的天然高分子物為植物蛋白物、改性植物蛋白物、淀粉、改性淀粉中的任意一種或任意二種或任意二種以上的混合物，任意二種或任意二種以上混合時，為任意配比；或者天然高分子物為植物蛋白物和淀粉混合的改性物(按現有的堿性改性、酯化改性、醚化改性或氧化改性進行)，淀粉所占植物蛋白物和淀粉質量百分比為：1-70，植物蛋白物所占植物蛋白物和淀粉質量百分比為：30-99；

所述的無機填料為重晶石粉、石英粉、滑石粉、硅灰石粉中的任意一種或任意二種或任意二種以上的混合物，任意二種或任意二種以上混合時，為任意配比；所述的助劑為消泡劑、高效殺菌防霉劑、水性防沉劑中的任意一種或任意二種或任意二種以上的混合物，任意二種或任意二種以上混合時，為任意配比。

所述的高分子樹脂為含季銨鹽四元環的聚酰胺樹脂，或季銨鹽四元環的聚酰胺樹脂與丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、醋酸乙烯酯樹脂中的任意一種或任意二種或三種的混合物，其聚酰胺樹脂占整個高分子樹脂的質量百分比為：50-100，丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、醋酸乙烯酯樹脂之間為任意配比。