[發明專利]一種生物油-苯酚-淀粉膠粘劑的制備方法

有效

• 申請號: 201010297981.2
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN102010678A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 常建民;夏碧華;張繼宗
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: C09J103/06
• 分類號: C09J103/06;C08B31/04
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

技術領域

本發明涉及一種生物油-苯酚-淀粉膠粘劑的制備方法，屬于木材加工中的人造板技術領域。

技術背景

近年來，隨著國家環保法規的出臺以及人們環保意識的增強，國家對縮醛累膠粘劑中游離甲醛揮發量的限制越來越嚴格，而室內家具及室內裝飾所用的板材中大部分都采用脲醛類膠粘劑，此類膠粘劑甲醛揮發量大，對人體和環境的危害較大，因此迫切需要開發出一種室內家具板材用的無醛膠粘劑，這其中淀粉類膠粘劑最具有開發潛力。

目前國內外對淀粉類膠粘劑提出了各種不同的研究和改進方法。Syed?H?Imam等以聚乙烯醇為基準物質，加入玉米淀粉、三聚氰胺樹脂合成木材用膠粘劑，此膠粘劑有很好的粘接性和抗水性，并具抗菌能力。Schneider等利用糠醇、木質素、馬來酸酐等混合制成耐水性能良好的木材膠粘劑。Claus?Felby等用氧化還原酶來氧化木質素制取木材用膠粘劑，該產品可與脲醛樹脂相媲美。Bassi發明了蛋白質/淀粉紙張涂料，用于牛皮紙的涂布。Syed等用淀粉、聚乙烯醇和六甲氧甲基三聚氰胺作為膠聯劑共混，研究開發了可用于室內膠合板生產的交聯型木材膠粘劑，交聯劑的甲氧基可以通過與淀粉、木材和聚乙烯醇分子上的羥基的轉醚化作用實現各種分子間的交聯。薛國慶以氯氣為氧化劑在堿性條件下制備涂料用無甲醛環保型氧化淀粉膠粘劑，其具有粘合性與穩定性良好、粘附力和遮蓋效果好的優良性能。時君友等研究了用二元酸與玉米淀粉發生部分酯化反應，在穩定劑乙二醇存在的條件下加入羧基丁晴橡膠膠乳與酯化淀粉混合共聚，制成淀粉膠粘劑主劑，用多異氰酸酯做交聯劑、精制硫酸鋇做填料，制成的改性淀粉膠粘劑符合膠合板和細木工板的膠粘劑標準；吳艷波等首先將淀粉糊化，添加適量的乳化劑-聚乙烯醇，然后在引發劑過硫酸銨的引發下，加入乙酸乙烯酯和丙烯酸乙酯的混合物，使淀粉與兩種單體發生反應制備淀粉膠粘劑。

但是以上幾種耐水型淀粉基木材膠粘劑從制備工藝來看，還比較復雜；從生產用的輔助劑來看，多數必須借助于價格昂貴的、在使用過程中有劇毒的多異氰酸酯；從膠粘劑的使用條件來看，或熱壓溫度高、或活性期短、或固化時間長。

發明內容

本發明的目的是提出一種生物油-苯酚-淀粉膠粘劑的制備方法，克服已有的淀粉膠粘劑制備方法所面臨的缺陷和問題，以生物油和淀粉為主要原料，生產環保型、性能優良、可降解的淀粉類膠粘劑，以充分利用自然資源，減少對環境的污染和破壞，并最終降低成本。

本發明提出的生物油-苯酚-淀粉膠粘劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)雙醛淀粉醋酸酯的制備：

將淀粉與水配制成質量百分比濃度為35％～40％的淀粉乳液，在淀粉乳液中加入高碘酸鈉溶液，加入的摩爾比為：淀粉∶高碘酸鈉＝1∶1.1，用鹽酸調淀粉乳液的pH值為1.2～1.5，升溫至35℃～40℃，保溫反應3小時，得到雙醛淀粉溶液，對雙醛淀粉溶液進行抽濾、洗滌，40℃下干燥2～3小時，制得雙醛淀粉；

將制得的雙醛淀粉與水配制成質量百分比濃度為40％-50％的雙醛淀粉乳液，加入冰醋酸，加入的質量比為：雙醛淀粉∶冰醋酸＝4∶1，混合攪拌2分鐘，將冷醋酸酐在5分鐘內逐步加入到淀粉乳液中，加入的摩爾比為：雙醛淀粉∶冷醋酸酐＝1∶(1～1.2)，將甲磺酸用冰醋酸稀釋，稀釋時甲磺酸與冰醋酸的摩爾比為：甲磺酸∶冰醋酸＝1∶1，在10分鐘內加入到雙醛淀粉中，加入的質量比為：雙醛淀粉∶甲磺酸＝(16～14)∶1，在不斷攪拌下升溫至50℃～55℃，保溫反應1小時，抽濾、洗滌，50℃下干燥1～2小時，得到雙醛淀粉醋酸酯；

(2)生物油-苯酚-淀粉樹脂的制備：

將上述制備的雙醛淀粉醋酸酯與水配制成質量百分比濃度為40％～45％的淀粉醋酸酯?乳液，加入苯酚和生物油，加入的摩爾比為：淀粉醋酸酯乳液∶苯酚∶生物油＝20∶(0.9～1)∶4，用氫氧化鈉調節溶液的pH值為10～11，30分鐘內升溫至85℃～90℃，保溫反應1～1.5小時，再加入硅烷偶聯劑，加入的比例為：硅烷偶聯劑占雙醛淀粉醋酸酯質量的2.5％～3％，保溫反應20～30分鐘，降溫至70℃～80℃，加入硼砂，硼砂的加入量占雙醛淀粉醋酸酯質量的1.5％～2％，保溫反應15～20分鐘，用鹽酸調節pH值為7，降溫出料，得到生物油-苯酚-淀粉樹脂；

(3)淀粉基交聯劑的制備：

(3-1)復合淀粉乳液的制備：