[發(fā)明專利]一種納米淀粉晶體改性超低摩爾比脲醛樹脂膠黏劑及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711413729.1
• 申請(qǐng)日: 2017-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN108203490A
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高強(qiáng);李建章;羅晶;李曉娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G12/40
• 分類號(hào): C08G12/40;C08G12/12;C09J161/32
• 代理公司: 煙臺(tái)炳誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37258
• 代理人: 李慧

本發(fā)明公開了一種納米淀粉晶體改性低毒脲醛樹脂膠黏劑及其制備方法，采用低摩爾比甲醛和尿素為原料，N,N’?二甲基吡啶為催化劑，用“弱酸?強(qiáng)酸?強(qiáng)酸?弱酸?中性”兩次縮聚工藝合成脲醛樹脂，合成過程添加氧化納米淀粉晶體，形成以納米淀粉晶體為硬段、脲醛樹脂為軟段的軟硬相間結(jié)構(gòu)，從而1）提高樹脂結(jié)晶度、使結(jié)晶區(qū)分散均勻，2）提高樹脂分子支化度，相同粘度下增加樹脂分子量，3）提高樹脂韌性和抗沖擊能力，從而提高膠接強(qiáng)度、降低膠接制品甲醛釋放量。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于：采用非傳統(tǒng)“弱酸?強(qiáng)酸?強(qiáng)酸?弱酸?中性”合成工藝、氧化納米淀粉晶體、N,N’?二甲基吡啶為催化劑，基本流程與常用工藝接近，工藝簡單，可用現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種膠黏劑，具體地說是一種用于制備人造板的改性低毒脲醛樹脂膠黏劑及其制備方法，屬于膠黏劑領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國珍貴木材資源匱乏，但有豐富的人工林資源，利用人工林速生材和農(nóng)林加工剩余物通過膠黏劑制備的人造板是人居環(huán)境中家具地板、室內(nèi)裝飾裝修的主要原材料，2015年，我國人造板總產(chǎn)量3.1億立方米，約占世界總產(chǎn)量的50%。按每噸膠黏劑平均生產(chǎn)9立方米人造板計(jì)算，2015年我國木材膠黏劑消耗量約4000萬噸（固體含量50%），其中脲醛樹脂及其改性產(chǎn)品占膠黏劑總產(chǎn)量的90%以上，占主導(dǎo)地位。脲醛樹脂膠黏劑在木材工業(yè)中大量使用是由于其具有其他樹脂無法比擬的優(yōu)勢，例如原料充足、價(jià)格低廉、水溶性好、膠層顏色淺等。但是脲醛樹脂也具有一些明顯地缺點(diǎn)，除了耐老化性差、耐水性差、不能用于制備室外用人造板外，其致命的缺點(diǎn)是膠接的人造板存在甲醛釋放問題。隨著人們生活質(zhì)量提高，健康和環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)，人們?cè)絹碓街饕诫迦渲z黏劑在制備和使用過程中會(huì)放出甲醛，其膠接人造板在使用的過程中也會(huì)不斷釋放出甲醛，污染人居環(huán)境，損害人們身體健康。

目前，降低人造板甲醛釋放量的方法主要有如下4種：（1）采用低摩爾比改性脲醛樹脂膠黏劑；（2）在改性脲醛樹脂膠黏劑中加入甲醛捕捉劑；（3）對(duì)人造板進(jìn)行后處理；（4）采用其他環(huán)保型膠黏劑。但是，這些技術(shù)方法都存在著諸多缺陷。例如：（1）采用低摩爾比改性脲醛樹脂膠黏劑雖然能夠有效降低人造板產(chǎn)品甲醛釋放量，但是產(chǎn)品膠合強(qiáng)度急劇降低，不能滿足使用要求；并且可導(dǎo)致固化時(shí)間延長，生產(chǎn)效率降低；（2）在人造板用脲醛樹脂膠黏劑中加入甲醛捕捉劑，雖然能夠有效降低人造板游離甲醛釋放量，但是往往同時(shí)降低人造板膠合強(qiáng)度；同時(shí)，一般甲醛捕捉劑價(jià)格往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于脲醛樹脂膠黏劑，其加入提高了產(chǎn)品成本，降低了產(chǎn)品競爭力；（3）對(duì)人造板進(jìn)行后處理，如采用氨氣真空法制備環(huán)保型人造板、采用甲醛消納劑處理人造板，不僅使得人造板制造工藝復(fù)雜，而且生產(chǎn)成本明顯提高，另外甲醛釋放長期會(huì)有一定程度反彈；（4）采用其他環(huán)保型膠黏劑，如異氰酸酯類膠黏劑，導(dǎo)致人造板生產(chǎn)成本大幅度增加、生產(chǎn)工藝難度加大，企業(yè)和用戶都難以接受；采用普通蛋白膠黏劑制備人造板膠合強(qiáng)度低，耐水性能差、易發(fā)霉、施膠性能差、人造板易開膠。綜上所述，上述措施雖然能夠有效降低人造板游離甲醛釋放量，但不能徹底解決甲醛釋放問題，或由于生產(chǎn)成本過高等原因而無法推廣。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種納米淀粉晶體改性超低摩爾比脲醛樹脂膠黏劑及其制備方法，采用低摩爾比的甲醛和尿素為原料，N,N’-二甲基吡啶為催化劑（一方面催化納米淀粉晶體與脲醛樹脂的反應(yīng)，一方面催化脲醛樹脂縮聚反應(yīng)），用“弱酸-強(qiáng)酸-強(qiáng)酸-弱酸-中性”兩次縮聚工藝合成脲醛樹脂，合成過程中添加氧化納米淀粉晶體，利用納米淀粉晶體韌性大、納米尺寸效應(yīng)、氫鍵作用的特性，參與脲醛樹脂反應(yīng)且影響脲醛樹脂結(jié)晶形成，形成以納米淀粉晶體為軟段、脲醛樹脂為硬段的軟硬相間的軟硬結(jié)合結(jié)構(gòu)，從而：（1）提高樹脂結(jié)晶度、使結(jié)晶區(qū)分散均勻；（2）提高了脲醛樹脂分子支化度，相同粘度下增加了脲醛樹脂分子量；（3）提高樹脂韌性和抗沖擊能力，從而提高膠接強(qiáng)度、降低膠接制品甲醛釋放量，工藝簡單，操作便利。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：