[發(fā)明專利]中高密度纖維板用水性聚氨酯的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310262351.5
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103320083A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設計）人: 紀良;樊茂祥;李英俊
• 申請（專利權）人: 東營正和木業(yè)有限公司
• 主分類號: C09J175/06
• 分類號: C09J175/06;C09J161/30;C08G18/76;C08G18/75;C08G18/66;C08G18/42;C08G18/38;C08G12/38
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯玉山

技術領域

本發(fā)明涉及一種水性聚氨酯及其制備方法，特別涉及中高密度纖維板生產(chǎn)用環(huán)保無毒水性聚氨酯及其制備方法，屬于人造板膠粘劑領域。?

背景技術

中高密度纖維板由于其性能優(yōu)異、便于加工、價格適中等特點，一直受到人們的青睬。隨著科技進步，纖維板的衍生系列產(chǎn)品、深加工品種的不斷出現(xiàn)和完善，各類纖維板將越來越廣泛地應用在國民經(jīng)濟各個領域。?

纖維板生產(chǎn)離不開膠粘劑。目前，脲醛樹脂膠占纖維板生產(chǎn)用膠粘劑總量的90％以上，但脲醛樹脂的致命缺陷就是甲醛的污染。伴隨人們對室內(nèi)環(huán)境要求的不斷提高，超低甲醛釋放甚至無甲醛釋放高端纖維板必將成為未來的主流產(chǎn)品。開發(fā)這類高端產(chǎn)品，必須選用超低甲醛含量脲醛樹脂或其它不含甲醛類膠粘劑，本發(fā)明的水性聚氨酯就是在這種前提下研發(fā)而成。?

水性聚氨酯以其優(yōu)異的膠合性能和環(huán)保特性，在制鞋、皮革、建筑、汽車內(nèi)飾及食品包裝行業(yè)得到廣泛應用，但真正用于纖維板生產(chǎn)的水性聚氨酯鮮有報道。?

目前，水性聚氨酯膠粘劑在國內(nèi)工業(yè)上應用的還很少，溶劑型的還占主要市場。水性聚氨酯的合成主要有丙酮法、乳化法、熔融分散法、預聚體混合法、可水分散的異氰酸酯法和固體自動分散法。由于大部分合成方法需要引入溶劑來控制體系粘度，溶劑的引入會帶來TVOC的污染，工藝復雜，較難控制，所以利用改性手段合成水性聚氨酯成為研究趨勢。國內(nèi)外學者對水性聚氨酯的改性主要集中在交聯(lián)改性、共混改性、共聚改性和助劑改性四個方面，而用于人造板合成的水性聚氨酯卻鮮有報道。?

專利?03156243.4?介紹了一種木材膠粘劑及其制造方法，其成分為單寧、MDI、聚醚、甲醛、乙辛酸、吐溫-80和二月桂酸二丁基錫，以一定重量比例放入容器中一起進行攪拌混合，保持30分鐘即成。改樹脂不僅具有優(yōu)異的粘接性能，還具有耐水性和耐熱性，成本低，工藝簡單，適合于膠接木材。?

專利200910011661.3公開了一種雙組份固化型秸稈人造板用無醛水性膠粘劑，Ａ組分為固體，由聚乙烯醇（PVA）、羧甲基纖維素、硅酸鈉組成；Ｂ組分為液體，為含二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）的溶液。使用時將兩組份混合均勻，成本較低，用于粘接非木質(zhì)人造板。?

?專利201210068245.9?公開了一種MDI／KH550改性木質(zhì)纖維及其制備方法?，該法第一步，將木纖維與MDI進行反應，第二步加入硅烷偶聯(lián)劑進行改性，第三部進行有機溶劑抽提，通過此法改性的木質(zhì)纖維耐水性強，但成本較高。?

還有申請專利99811154.6曾提到低含量MDI的異氰酸酯膠粘劑能用于纖維板生產(chǎn)，其合成工藝和施加方法都與本專利發(fā)明的水性聚氨酯有本質(zhì)的不同。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對纖維板生產(chǎn)中存在的甲醛釋放引發(fā)的環(huán)境問題、產(chǎn)品防水防潮效果差引起的板材功能缺陷問題，提供一種中高密度纖維板用水性聚氨酯的制備方法，其制備的水性聚氨酯，用于纖維板生產(chǎn)，可以生產(chǎn)符合日本F****級、美國CARB認證Ш階段、歐標E₀級甲醛釋放要求，室內(nèi)外要求的防水防潮板材。?

本發(fā)明的技術方案是：中高密度纖維板用水性聚氨酯的制備步驟包括親水性聚氨酯預聚體的合成和低分子量氨基樹脂共混改性；所述親水性聚氨酯預聚體的組分以重量比計為：聚酯多元醇8～15%，異氰酸酯a?40～60%，親水性擴鏈劑1.5～6%，催化劑0.5～3%，異氰酸酯b?10～25%，氨基硅烷偶聯(lián)劑的0.5～3%，中和劑4～10%；所述的異氰酸酯a為甲苯二異氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）中的一種或兩種組合；所述的異氰酸酯b為多亞甲基多苯基異氰酸酯（PAPI）、異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）中的一種或兩種組合；所述的催化劑為三乙胺、三乙烯二胺、二月桂酸二丁基錫、二甲基環(huán)己胺中的一種或多種組合；具體制備步驟如下：?

1）親水性聚氨酯預聚體的合成：在反應釜中加入聚酯多元醇、異氰酸酯a、親水性擴鏈劑，控制反應溫度為40～60℃，保溫1.5～2h；然后升溫至60～80℃，加入催化劑、并緩慢滴加異氰酸酯b，待-NCO含量無變化時，加入氨基硅烷偶聯(lián)劑并開始降溫；當溫度降至30～50℃時，加入中和劑，控制pH為7.0～7.5，高速乳化15～35min制得親水性聚氨酯預聚體；

2）低分子量氨基樹脂共混改性：向親水性聚氨酯預聚體加入占水性聚氨酯總質(zhì)量20～40%的MUF預縮液，攪拌15～35min出料即得中高密度纖維板用水性聚氨酯；所述MUF預縮液為低摩爾比氨基樹脂，摩爾比三聚氰胺:?尿素:?甲醛=0.05～0.2：0.6～0.9：1。