[發明專利]可儲存的植物油基聚氨酯木材膠黏劑、制備方法及應用

有效

• 申請號: 201110052832.4
• 申請日: 2011-02-28
• 公開（公告）號: CN102140327A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 吳*;朱錦;劉小青
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C09J175/14
• 分類號: C09J175/14;C08G18/67
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 劉誠午

技術領域

本發明涉及膠黏劑領域，特別涉及一種可儲存的植物油基聚氨酯木材膠黏劑、制備方法及應用。

背景技術

植物油基聚氨酯膠黏劑是近年來一直在研究的一種新型膠黏劑，它是以可再生的植物油多元醇為原料合成的膠黏劑，具有良好初粘性、無甲醛釋放、耐水性好、耐老化性能好、膠接強度高等優點。植物油基聚氨酯膠黏劑的粘接效果可與相應的石油基材料媲美，同時，具有較好的環境效益、經濟效益及社會效益。

植物油基聚氨酯膠黏劑是異氰酸酯與植物油多元醇共聚產物，其分子鏈中含有活潑的-NCO基團及-NHCOO-基團，易與被粘結材料中含有活潑氫的物質發生反應，制備成具有良好膠接性能的材料。由于所選取的植物油多元醇及異氰酸酯性質不同，如羥值不同、分子量不同、化學基團種類不同、異氰酸酯基團數量不同等，使得植物油基聚氨酯膠黏劑具有分子可設計性，更加擴大了此種膠黏劑的使用范圍。

目前，聚氨酯工業對于植物油多元醇的需求量很大。這些植物油多元醇被廣泛的用于制備各種涂料、膠黏劑、泡沫聚氨酯塑料、快速成型材料和纖維增強復合材料等，但關于植物油基聚氨酯木材膠黏劑的研究較少且前期研究主要集中于多種植物油多元醇的合成。Sandip?D.Desai(Sandip?D.Desai，et?al.Journal?ofPolymer?Research，2003，(10)：275～281)研究以糖基化的馬鈴薯淀粉與乙二醇發生酯交換反應制備植物油多元醇，再與甲苯2，4-二異氰酸酯反應生成聚氨酯膠黏劑，此種膠黏劑可用于粘結木材，最高剪切強度達60.1×10⁵N/m²。Deepak?Mishra(Deepak?Mishra，et?al.International?Journal?of?Adhesion?&?Adhesives，2010，(30)：47～54)利用回收的廢紙漿、乙二醇、蓖麻油合成具有不同羥值、不同粘度的多元醇，并以其為原料合成聚氨酯木材膠黏劑，研究發現植物油多元醇的羥值越大，膠接試件的剪切強度越高，最大剪切強度可達(4.2±2)×10⁶N/m²；經除堿處理后，此種膠黏劑的膠接試件剪切強度降低較大，同時還具良好的化學耐久性。Keyur?P.Somani(Keyur?P.Somani，et?al.International?Journal?of?Adhesion?&?Adhesives，2003，(23)：269～275)用不同分子鏈長度的二元醇、蓖麻油和二異氰酸酯反應生成植物油基聚氨酯膠黏劑，發現異氰酸基與羥基的比值、異氰酸酯樹脂的種類及植物油多元醇分子鏈長度都會影響木材膠接試件的剪切強度，異氰酸酯樹脂為芳香族型樹脂或分子鏈較長的多元醇時，聚氨酯膠黏劑的剪切強度較大，但凝膠速率也同時增大。此外，Khairiah?Haji?Badri(Khairiah?Haji?Badri，et?al.Journal?of?Applied?Polymer?Science，2006，(100)：1759～1764)，Mitesh?Ramanlal?Patela?(Mitesh?Ramanlal?Patel，et?al.Materials?Research，2009，4(12)：385～393)等人利用棕櫚油、大豆油等可再生材料制備聚氨酯膠黏劑，并得出與上述實驗結果類似的結論。以上幾種植物油基聚氨酯膠黏劑雖然具有較好的膠接性能，但是均屬雙組份型膠黏劑，須在使用時按配方現場調配，且在調配后必須當天使用，其主要原因它們的活性期太短，不能儲存，給此種膠黏劑的廣泛應用帶來不便，存在著一定的技術缺陷。

公開號為CN?101265401A中國專利申請中公開了一種生物質聚氨酯膠黏劑，由聚醚酯多元醇、異氰酸酯、催化劑和溶劑制成，雖然選用了生物類的可再生資源作為原料，具有一定的經濟效益和環境效益，但是仍存在活性期短，儲存時間不長的問題。

目前最新技術的石油基聚氨酯膠黏劑雖然一定程度解決了存儲時間短的問題，但是還存在著環保效益低、生產成本高的問題。

發明內容

本發明提供了一種可儲存的植物油基聚氨酯木材膠黏劑，由作為軟段的植物油多元醇、作為硬段的異氰酸酯、催化劑及溶劑制成，具有良好的貯存性、膠接性、耐水性以及較為長久的儲存期限，并且還可室溫固化。

本發明還提供了一種可儲存的植物油基聚氨酯木材膠黏劑的制備方法，其步驟簡單，工藝條件要求較低，降低了生產成本，具有很高的經濟效益，有利于工業化生產。