[發明專利]一種膠粘劑及其制備的生態板材和板材制備方法

有效

• 申請號: 202010063463.8
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111171773B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 金振宇;彭華慶;王艷麗;張宏科
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司;萬華化學（寧波）有限公司
• 主分類號: C09J175/04
• 分類號: C09J175/04;C08G18/79;B27N3/00;B27N3/02;B27N3/04;B27N3/08
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本發明提供一種新型生態板材膠粘劑及用其生產的生態板材產品和生產方法。所述生態板材膠粘劑含有聚合甲苯二異氰酸酯和改性二苯甲烷二異氰酸酯。采用該膠粘劑的生態板材原料成本低、性能符合國家標準、無甲醛釋放，綠色環保。

技術領域

本發明屬于聚氨酯領域，具體涉及一種膠粘劑及其制備的生態板材和板材制備方法。

技術背景

有人將農林業廢棄物稱為“第二森林資源”，有研究表明，我國到2020年，國內木材需求缺口將達到3億立方米，而我國木材的加工直接利用效率只有60％左右，因此有很多的剩余物沒有得到利用。我國也是農業大國，每年產生的秸稈剩余物，按照10％的利用率，每年可以貢獻7000萬立方米復合人造板，相當于7350萬立方米木材。

人造板應用領域，瓶頸在膠粘劑，使用最多的是酚醛樹脂，三聚氰胺樹脂和脲醛樹脂，但使用這類膠粘劑的人造板一方面性能日益不能滿足市場要求，另一方面會釋放甲醛，嚴重影響人體健康。

近幾年，人造板領域開始使用異氰酸酯類膠粘劑，其最主要的優勢就是板材性能優秀，且無甲醛釋放，是一種生態板材產品。

板材的制備方法，一般是由秸稈細纖維、膠粘劑和助劑等，經纖維制備、添加膠粘劑、混合攪拌、壓塊成型、粘合裝飾板等工序加工而成。所用的膠粘劑是脲醛樹脂膠和酚醛樹脂膠黏劑，新型的異氰酸酯屬于非醛類膠黏劑，其中的多亞甲基多苯基異氰酸酯膠黏劑能解決甲醛釋放問題，在制成的板材中甲醛釋放，綠色環保，但其因滲透性和吸潮之后容易起鼓等原因制約了板材的力學性能。

總之，因膠粘劑的制約，目前的技術手段無法滿足生態板材更高的性能要求。因此迫切需要開發新型生態板材膠粘劑及相應的生態板材產品。

發明內容

本發明的目的在于提供一種生態板材膠粘劑，該膠粘劑可以滿足生態板材更高的性能要求。

為實現上述發明目的，本發明采用如下的技術方案：

一種生態板材膠粘劑，所述膠粘劑包含如下組分：

組分a：聚合甲苯二異氰酸酯；

組分b：改性二苯基甲烷二異氰酸酯；

其中，所述膠粘劑中組分a的質量比是10％-100％，優選20％-50％，更優選25％-30％，以膠粘劑總質量計；該膠粘劑其余部分為組分b，不計其它助劑。

上述方案的設計原理在于：異氰酸酯類膠粘劑最典型的代表是使用多亞甲基多苯基二異氰酸酯(PM)作為主劑，水作為輔劑，經過膠粘劑調制，混膠，壓模和熱壓成型幾個工序形成生態板材產品。但是使用多亞甲基多苯基二異氰酸酯基膠粘劑不足之處就是板材的性能不足，吸潮之后容易起鼓，其根本原因是多亞甲基多苯基二異氰酸酯活性比較低，在生產生態板材過程中，多亞甲基多苯基二異氰酸酯的-NCO活性基團不能完全與水，與板材原料中的羥基基團完全反應，因此殘留比較多的-NCO活性基團，生態板材在使用過程中，因為空氣中的濕氣，吸潮后，殘留-NCO活性基團與水汽反應，放出二氧化碳后導致板材容易起鼓。多亞甲基多苯基二異氰酸酯基膠粘劑提供膠粘強度的原因是-NCO活性基團與板材原料中的羥基基團的化學鍵合作用，與輔劑水反應形成的脲基化合物具有結晶膠黏的協同作用。但是，多亞甲基多苯基二異氰酸酯分子量較大，形成的脲基化合物結構在膠粘劑所有分子結構中所占的比例較低，上述協同作用效果不足，影響了板材的性能。強化脲基化合物具有結晶膠黏的協同作用，可以從兩方面著手，第一是通過降低異氰酸酯的分子量來提高脲基化合物基團的結構占比，第二是通過改性，在異氰酸酯結構中增加一些剛性的結構，比如碳化二亞胺和脲酮亞胺結構。本發明采用的就是利用組分b中包含的碳化二亞胺和脲酮亞胺結構促進結晶膠黏的協同作用。