[發明專利]一種人造板用氧化石墨烯改性磷酸鋁膠粘劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201910962314.2
• 申請日: 2019-10-11
• 公開（公告）號: CN110591566A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 謝擁群;吳振增;陳汀杰;李德宏;魏微;侯鑫均;魏起華;牛敏;林銘;劉景宏
• 申請（專利權）人: 福建農林大學
• 主分類號: C09J1/00
• 分類號: C09J1/00;C09J11/08;C09J11/04;B27N1/02
• 代理公司: 35100 福州元創專利商標代理有限公司
• 代理人: 修斯文;蔡學俊

本發明公開了一種人造板用氧化石墨烯改性磷酸鋁膠粘劑及其制備方法，其是采用氧化石墨烯對PVA?磷酸鋁膠粘劑進行改性，得到一種粘度為150?600 mPa·S、固含量為40?80%的無醛環保人造板用膠粘劑，其具有強度好、耐高溫、阻燃防霉等特點。本發明原料來源廣泛、價格低廉、操作簡便易行、生產過程不產生有毒有害物質，且產品具有良好的力學、阻燃防霉能性能等，有望成為新型的環保型人造板膠粘劑。

技術領域

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種氧化石墨烯改性人造板用磷鋁無機膠的方法。

背景技術

氧化石墨烯（Graphene Oxide, GO）是由氧化石墨（Graphite Oxide）發生剝離而形成的石墨烯單片。氧化石墨是通過強氧化劑氧化鱗片石墨而制備獲得的一種石墨衍生物。經過氧化處理后，氧化石墨烯單片上隨機分布著羥基和環氧基，而在單片的邊緣則引入了羧基和羰基。在氧化處理過程中雖然SP²雜化的碳原子網絡結構會被破壞，但是GO仍然保持優異的力學性能。由于在石墨烯上引入了大量的氧基活性功能團，使得原本較為惰性的石墨烯表面變得異常活潑，基于這些活性功能團的化學反應也因此豐富多樣。

聚乙烯醇（PVA）是一種在其C-C鏈上具有大量羥基的親水性有機高分子聚合物。PVA主鏈上大量的羥基能與GO通過氫鍵、共價鍵相連。因此，GO/PVA復合材料具有優異的力學性能、光學性能、磁性和形狀記憶特性。本發明的目的是利用氧化石墨烯來改性PVA-磷酸鋁膠粘劑，從而提高其在膠合板中的力學強度。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種人造板用氧化石墨烯改性磷酸鋁膠粘劑及其制備方法，具有良好的力學、阻燃防霉能性能等，有望成為新型的環保型人造板膠粘劑。

為了實現本發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種人造板用氧化石墨烯改性磷酸鋁膠粘劑的制備方法，其包括以下步驟：

（1）以磷酸或磷酸氫鹽與鋁化合物為原料，按一定磷鋁比設計膠粘劑的固含量；

（2）將一定量的磷酸或磷酸氫鹽水浴加熱后，加入一定量的PVA和催化劑反應一段時間；

（3）按磷鋁比將一定量的鋁化合物緩慢加入步驟（2）的混合物中反應一段時間；

（4）按照一定比例將氧化石墨烯加入步驟（3）的混合物中，超聲波處理一定時間，使氧化石墨烯均勻分散在磷鋁膠粘劑中，得人造板用氧化石墨烯改性磷酸鋁膠粘劑。

步驟（1）所述磷酸氫鹽包括磷酸二氫鹽、磷酸一氫鹽；所述鋁化合物包括氫氧化鋁、氧化鋁、氮化鋁；所述磷鋁比（磷元素與鋁元素的摩爾比）為2.0:1-4.0:1；所述膠粘劑的固含量為40%-85%。

步驟（2）中水浴加熱的溫度為70-100℃；PVA的加入量為磷鋁原料總質量的0.1-5.0%；所用催化劑為尿素，其加入量為磷鋁原料總質量的0.1-10%；反應時間為20-300 min。

步驟（3）中反應時間為20-300 min。

步驟（4）中氧化石墨烯的添加量為所設計固含量的0.1-5.0%；超聲波功率為10-4000W，超聲波處理的時間為1-300min。

所得氧化石墨烯改性磷酸鋁膠粘劑的粘度為150-600 mPa·S。

利用所述氧化石墨烯改性磷酸鋁膠粘劑制備人造板的方法，是將所述氧化石墨烯改性磷酸鋁膠粘劑與固化劑均勻混合后，按一定的比例噴在刨花、纖維表面或直接涂在單板表面，然后將施膠的刨花、纖維或者單板以一定條件進行熱壓，形成人造板。

其中，所用固化劑的量為氧化石墨烯改性磷酸鋁膠粘劑質量的1-10%；所述固化劑為氧化鎂、氧化鋁、氧化銅、氧化鋅、氧化鐵或氮化鋁。