[發明專利]一種阻燃防水硅酸鹽木材膠黏劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410021560.5
• 申請日: 2014-01-17
• 公開（公告）號: CN103773253A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 張新荔;吳義強;李新功;李賢軍;胡云楚;鐘文泉;楊光偉;劉壯青
• 申請（專利權）人: 中南林業科技大學
• 主分類號: C09J1/02
• 分類號: C09J1/02;C09J11/04;C09J11/06;C09J11/08
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及木材膠黏劑領域，具體為一種阻燃防水硅酸鹽木材膠黏劑及其制備方法。

背景技術

眾所周知，人造板工業對膠黏劑有著巨大需求。隨著近些年來安全、環保意識日益深入人心，現代社會對人造板用膠黏劑的要求也越來越高，主要體現在高性能、環保和功能性方面，開發無毒無污染的高性能功能型膠黏劑已經成為當前木材膠黏劑發展的主流趨勢。

硅酸鹽膠黏劑是目前最重要、也是最有發展前途的一類無機膠黏劑。它具有環保無毒、制備簡便、成本低廉、粘接性能好、耐溫性優異、可室溫固化、耐油、耐輻射和耐久性好等諸多優點，并被廣泛應用于金屬、陶瓷、玻璃、石材等材料的粘接。將硅酸鹽膠黏劑引入木材粘接領域，有望徹底解決因膠黏劑引起的人造板中醛類和其他有毒化合物釋放問題，同時還有利于降低人造板生產能耗，提高人造板阻燃耐火性能，對于促進人造板產業升級和擴大硅酸鹽膠黏劑應用范圍具有重要意義。

然而，硅酸鹽的剛性分子結構導致固化后的膠黏劑存在脆性大、耐水性能差的重要缺陷，大大限制了硅酸鹽膠黏劑在木材加工領域的實際應用。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種阻燃防水硅酸鹽木材膠黏劑及其制備方法，以解決上述背景技術中的問題。

本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種阻燃防水硅酸鹽木材膠黏劑，其原料包括以下重量份的組分：

硅酸鹽溶液：60-70份；

碳納米管分散液：10-15份；

硅烷偶聯劑：1-3份；

有機硅乳液：3-5份；

蛭石粉：5-10份；

白炭黑：4-6份；

磷酸硅：8-12份。

作為本發明進一步的方案：所述阻燃防水硅酸鹽木材膠黏劑的原料為以下重量份的組分：

硅酸鹽溶液：65份；

碳納米管分散液：12.5份；

硅烷偶聯劑：2份；

有機硅乳液：4份；

蛭石粉：7.5份；

白炭黑：5份；

磷酸硅：10份。

作為本發明進一步的方案：所述硅酸鹽溶液中硅酸鹽的質量分數為40-60%，且硅酸鹽溶液是硅酸鈉水溶液、硅酸鉀水溶液、硅酸鋰水溶液的一種或幾種的組合。

作為本發明進一步的方案：所述碳納米管分散液中碳納米管含量為2-5wt%，且碳納米管分散液是單壁碳納米管水分散液、多壁碳納米管水分散液、單壁碳納米管聚乙烯醇分散液、多壁碳納米管聚乙烯醇分散液的一種或幾種的組合。

作為本發明進一步的方案：所述硅烷偶聯劑是硅烷偶聯劑KH550、KH560和KH570的一種或幾種的組合。

作為本發明進一步的方案：所述有機硅乳液中有機硅的質量分數為20-50%，且有機硅乳液為陰離子型有機硅乳液、復合離子型有機硅乳液、自交聯型有機硅乳液的一種或幾種的組合。

所述阻燃防水硅酸鹽木材膠黏劑的制備方法，包括以下步驟：

1）將硅烷偶聯劑加入硅酸鹽溶液中，在60-80℃下攪拌10-30min，接著加入碳納米管分散液，以高于20轉/秒的轉速攪拌10-30min，得到碳納米管改性硅酸鹽溶液；

2）將步驟1）得到的碳納米管改性硅酸鹽溶液降溫至40-50℃后，緩緩加入有機硅乳液，充分混合后將溶液降至室溫；加入蛭石粉攪拌均勻；

3）將白炭黑和磷酸硅混合均勻后加入步驟2）得到的溶液中，攪拌均勻即可。

作為本發明進一步的方案：步驟1）中在70℃下攪拌20min，接著加入碳納米管分散液，以高于20轉/秒的轉速攪拌20min。

作為本發明進一步的方案：步驟2）中將步驟1）得到的碳納米管改性硅酸鹽溶液降溫至45℃。

作為本發明進一步的方案：步驟3）中將白炭黑和磷酸硅按照重量比為1:2的比例混合均勻。

本發明的技術特點在于：碳納米管具有高強度高模量的力學性能特點，柔韌性能突出，利用碳納米管與硅酸鹽溶液共混，以實現有力降低固化膠脆性的目的；有機硅乳液通過離子螯合作用可奪取硅酸鹽溶液中親水性的堿金屬陽離子，起到提高耐水性和柔韌性的作用；蛭石粉作為填料，具有可調整膠黏劑的黏度和賦予膠黏劑阻燃耐火性能的雙重作用；白炭黑和磷酸硅為硅酸鹽溶液的耐水型復合固化劑，可實現固化膠的防水性能。因而以上組合體系可以得到高性能的阻燃防水型硅酸鹽木材膠黏劑。