[發明專利]一種有機粘結劑

有效

• 申請號: 201310202820.4
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN103275665A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 鄭志明;鄭爭
• 申請（專利權）人: 臺州九都新材料有限公司
• 主分類號: C09J167/00
• 分類號: C09J167/00;C09J11/08;C09J11/06;C08G63/12
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技術領域

本發明屬于粘結劑制造領域，具體涉及一種有機粘結劑。

背景技術

粘結劑作為一種常見產品廣泛應用于生產和生活中，有機粘結劑是其中一個重要種類。但是，現有的有機粘結劑其生產制造大都依賴于石油原料，因此價格普遍比較高，而石油資源是不可再生資源，這樣隨著石油資源的消耗，有機粘結劑的價格必然會水漲船高，進一步增高。另一些粘結劑，如尿-醛樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺-醛樹脂等因含有甲醛會產生致癌毒性，導致此類粘結劑的應用越來越受到限制，尤其在歐美國家，此類粘結劑在室內的應用因法律限制而取消。

因此，尋求可再生、環保類的粘結劑成為本領域的追求目標。雖然已經有無甲醛粘結劑出現，如公開號為CN101316893A的發明專利“無甲醛的酚醛樹脂粘結劑”，但是其同樣存在價格高、不可再生、含少量甲醛的缺點且適用范圍較狹窄。

發明內容

針對上述現有技術存在的缺點和不足，本發明旨在提供一種有機粘結劑，具有可再生、環保、無甲醛等特點。

具體說來，發明人提供如下的技術方案：

一種有機粘結劑，其主要組成原料為：檸檬酸發酵母液、生物柴油提取后的剩余液和催化劑，其中：

檸檬酸發酵母液以含有的有機酸計，生物柴油提取后的剩余液以含有的甘油計，檸檬酸發酵母液與生物柴油提取后的剩余液的摩爾比為2.5:1～0.7:1；

催化劑選自無機強酸或有機強酸或酸性無機鹽，其用量在有機粘結劑中占0.5~5?wt%。

檸檬酸發酵母液是包含了以檸檬酸為主的多官能團有機酸溶液，其中還包括了草酸和葡萄糖酸等多種官能團有機酸，用于粘結劑的過程中，這些多官能團有機酸均能參與酯化反應，而成為粘結劑的主體。檸檬酸發酵母液來源于市售產品。檸檬酸發酵母液僅做簡單過濾即可作為粘結劑原料使用，從而極大地減少了三廢排放。所以，本發明粘結劑不僅價格低廉，還可視為一種潔凈粘結劑。

生物柴油提取后的剩余液的主要成分為甘油，其中還包括了各種酸、酯、醛、醇等有機雜質，其中的絕大部分成分可通過酯化反應而成為粘結劑的主體。生物柴油提取后的剩余液為市售產品。生物柴油提取后的剩余液僅作簡單蒸餾除去低沸點的甲醇或乙醇即可作為粘結劑的原料使用，生產成本極低。由于生物柴油提取后的剩余液還包含少量的脂肪酸或其衍生物，使得本發明粘結劑具有特殊的潤滑性和表面活性劑作用，比較其他粘結劑，具有更好的表面覆蓋功能而增加粘合力。生物柴油作為石油來源的柴油替代品，會在石油價格增加的情況下產生更強的競爭力。因此產量會逐年增加，也就是說石油價格增加而導致生物柴油的產量增加，而生物柴油提取后的剩余液的價格因為甘油的有限銷量而逐步走低。因而本發明的粘結劑價格會逐年走低。

粘結劑組成原料的配比可以在有機酸官能團摩爾數與甘油的摩爾數比間進行調節。首先，對檸檬酸發酵母液進行酸堿滴定，以確定有機酸含量；同時對生物柴油提取后的剩余液進行液相色譜分析，以確定甘油含量，使酸與甘油的摩爾比通常控制在2.5:1～0.7:1，二者更佳的摩爾比為2.1:1～1.5:1，二者最佳的摩爾比為2.1:1～1.9:1。

本發明的粘結劑不僅在價格上有優越性，在性能上也超越了其他無甲醛粘結劑。其性能從狗骨測試法中給出了如圖1所示的結果。從圖1的結果可見，在粘結劑的含量（2.5%LOI，LOI即燒失量，燒結后的狗骨試樣經高溫（500℃）灼燒后的失重百分比，此處燒失量即為粘結劑在狗骨試樣的重量。）相同的情況下，聚丙烯酸類粘結劑給出了3.6MPa的粘合強度，糖/交聯劑類粘結劑給出了3.4MPa的粘合強度，而本發明的粘結劑則達到了4.2MPa的粘合強度。且本發明粘結劑在降低用量至LOI為2.1%和LOI為1.8%時，其粘合強度仍達到了3.9MPa和3.5MPa。換句話說，即在降低本發明粘結劑30%用量的情況下，其粘合強度仍可達到其他粘結劑的性能。本發明粘結劑還具有對玻璃和高分子聚酯表面特別的親合力，測試表明：涂布于玻璃表面，在200℃高溫烘烤10分鐘后，粘結劑完成交聯反應，反應后的粘結劑在水中浸泡三天后，粘結劑仍具極強粘合力，且極難從玻璃表面刮洗下來。因此，本發明的粘結劑特別適用于粘合玻璃纖維和高分子聚酯纖維。

本發明的粘結劑在催化劑和高溫共同作用下反應完成。使用時，將粘結劑的各種組成原料在150～250℃下加熱即可，更佳的溫度是190～220℃。