[發明專利]生物質木材膠粘劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201010182090.2
• 申請日: 2010-05-18
• 公開（公告）號: CN101831256A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 鄒宜哲;吳昊;鄒旻珊
• 申請（專利權）人: 鄒宜哲
• 主分類號: C09J103/10
• 分類號: C09J103/10;C09J129/04;C09J161/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種膠粘劑，更具體地說，本發明涉及一種生物質木材膠粘劑，同時，本發明還涉及一種所述生物質木材膠粘劑的制備方法。

技術背景

據推測，2010年，我國膠粘劑產量將達到730萬噸，銷售額達到570億元人民幣，產量將居世界第一位。木材膠粘劑占膠粘劑總產量的68％以上，且隨著木材加工業的持續發展，木材膠粘劑的用量日益增大，品種也不斷增多。

膠粘劑工業的發展，對刨花板和纖維板等人造板產業的發展產生了積極的影響，使得小徑級材、枝梗材、間伐材以及木材加工剩余物等能夠得到充分利用，提高了木材的綜合利用率，改善了木材的性能。

膠粘劑已成為決定刨花板和纖維板生產發展水平的一個關鍵環節，生產中新工藝的實施、生產效率的提高、勞動條件的改善，均與膠粘劑與膠接技術密切相關。

截止到2006年底，世界人造板的產量達到2.73×108m³，耗用376萬噸膠粘劑(以固體含量100％計)，其中脲醛樹脂膠的用量超過270萬噸，成為主導品種。脲醛樹脂膠、酚醛樹脂膠、三聚氰胺—甲醛樹脂膠并稱為人造板工業用三大膠。此外，常用的木材粘合劑還有聚氨酯膠、聚醋酸乙烯酯乳液、丙烯酸酯乳液、天然淀粉膠粘劑等。

脲醛樹脂膠以其價廉、生產工藝簡單、使用方便、色淺不污染制品、膠接性能優良、用途范圍廣而著稱。但用該膠制得的人造板，普遍存在兩大問題：一是板材釋放的甲醛氣體污染環境；二是耐水性，尤其是耐沸水性差。

酚醛樹脂膠的原料易得，具有良好的耐候性，但存在著熱壓溫度高、固化時間長和對單板含水率要求高等缺點。

三聚氰胺—甲醛樹脂膠的耐水性好、耐候性好、膠接強度高、硬度高，且固化速度比酚醛樹脂膠快，該膠在高溫下具有保持顏色和光澤的能力。但該膠的成本較高、性脆易裂、柔韌性差、貯存穩定性差。

聚氨酯膠分為多異氰酸酯、聚氨酯兩大類別，是膠接性能十分優良的反應型膠粘劑，雖然該膠的性能優異，但由于價格太高，影響了其廣泛使用。

聚醋酸乙烯酯乳液俗稱白乳膠，具有使用方便、性能優異、無毒安全、無環境污染等一系列優點，是木材膠粘劑工業中的一個大宗產品。該膠廣泛應用于多孔性材料特別是木制品的粘接，但其耐水、耐熱、抗凍性較差，在濕熱條件下，其粘接強度會有較大程度的下降，從而使該膠的應用受到一定的限制。

丙烯酸酯乳液具有來源廣泛、無污染、易合成的特點，但普遍耐水性較差。

天然淀粉是一種可再生的生物質高分子化合物，原料來源豐富且價格低廉，是一種可生物降解的再生資源。淀粉的分子式為(C₆H₁₀O₅)_n，它是由許多脫水葡萄糖單元經化學鍵連接而成，在每個葡萄糖單位的C₂、C₃和C₅上各有一個羥基，這樣，在一個淀粉鏈狀高聚物分子上就有成千上萬個活性羥基，而每個淀粉顆粒又是由數不清的直鏈淀粉和支鏈淀粉分子鏈以結晶區和不定形區的形式交織組成，因此，淀粉中存在為數眾多的羥基。

以天然淀粉為原料的淀粉膠粘劑，其粘接力正是來源于淀粉中為數眾多的羥基產生的氫鍵結合力。由于羥基易與水以氫鍵形式結合，它對被膠接材料的吸附可輕易地被水所解吸，這樣，淀粉膠粘劑的濕膠合強度就受到了嚴重的破壞。

據申請人了解，目前尚無綜合性能優良(如膠合強度高、耐水性好)的生物質木材膠粘劑。

發明內容

本發明的目的在于提供一種膠合強度高、耐水性好的生物質木材膠粘劑；同時提供一種該木材膠粘劑的制備方法，該方法工藝簡單，使用設備少。

本發明提供了一種生物質木材膠粘劑，它包括如下組分：

氧化淀粉????200～300重量份

聚乙烯醇????16～30重量份

過硫酸鉀????5～7重量份

溶劑????????450～550重量份

所述氧化淀粉含有羧基或醛基基團，溶劑為自來水或去離子水。

該膠粘劑的制備方法為：在450～550重量份的溶劑中加入16～30重量份的聚乙烯醇，攪拌均勻，待聚乙烯醇全部溶解后，再加入5～7重量份的過硫酸鉀，得溶液，然后，將200～300重量份的氧化淀粉邊攪拌邊加入所述溶液中，攪拌均勻，溶劑為自來水或去離子水，溶劑的溫度為75～80℃，氧化淀粉含有羧基或醛基基團，即可制得所述的生物質木材膠粘劑。

為能簡潔說明問題起見，以下對本發明所述生物質木材膠粘劑均簡稱為本膠粘劑。