一種人造板用膠粘劑及其製備方法

2023-07-14 19:07:56 1

專利名稱：：一種人造板用膠粘劑及其製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種膠粘劑及其製備方法，特別涉及一種用於製備人造板的膠粘劑及其製備方法。
背景技術：
：隨著建築、裝飾裝修、包裝等行業的迅猛發展，我國人造板的產量飛速增長。2006年，我國人造板產值1270億元，人造板總產量7428萬立方米，其中膠合板2729萬立方米、細木工板1155萬立方米。人造板總產量、膠合板產量、家具產量均位居世界第一位。木地板產銷量僅低於歐盟總量。由於人造板生產中普遍採用的是甲醛系膠粘劑，特別是大量使用脲醛樹脂膠粘劑，導致人造板及其製品(家具、木地板、室內木質裝飾材料等)存在著甲醛釋放問題，是室內空氣汙染中甲醛汙染的主要來源。隨著人們健康意識、室內環境意識、生活質量意識的日益提高，人造板甲醛釋放造成的汙染空氣、損害健康問題越來越受到人們的重視。在我國的城市，繼"煤煙型"、"光化學煙霧型"汙染後，現代人正陷身於以"室內空氣汙染"為標誌的第三汙染時期。一項北京城區居室汙染物檢測結果表明，室內空氣汙染程度比室外高4-8倍；被稱為"四大隱形殺手"之一的甲醛的平均濃度超標6-7倍。甲醛對眼、黏膜和呼吸道有刺激作用，會引起慢性呼吸道疾病、過敏性鼻炎、免疫功能下降等；被認為是潛在的致癌物質，可能是鼻癌、咽喉癌、皮膚癌的誘因。據統計，我國每年由室內空氣汙染引起的超額死亡數達11.1萬人，超額門診數22萬人次，超額急診數430萬人次。解決人造板甲醛釋放問題己經到了刻不容緩的地步。目前，降低人造板甲醛釋放量的方法主要有如下4種l)採用低摩爾比改性脲醛樹脂膠粘劑；2)採用其他環保型膠粘劑；3)在人造板用脲醛樹脂膠粘劑中加入甲醛捕捉劑；4)對人造板進行後處理。但是，這些技術方法都存在著諸多缺陷。例如1)採用低摩爾比改性脲醛樹脂膠粘劑雖然能夠有效降低人造板產品的甲醛釋放量，但是產品的膠合強度也往往降低，不能滿足使用要求；並且固化時間延長，生產效率降低；2)採用其他環保型膠粘劑，如異氰酸酯類膠粘劑，導致人造板的生產成本大幅度增加，企業和用戶都難以接受；如只採用單一的鹼性豆粉膠粘劑製備的人造板膠合強度低，人造板易開膠；3)在人造板用脲醛樹脂膠粘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，但是往往同時降低人造板的膠合強度；同時，一般甲醛捕捉劑價格往往遠遠高於脲醛樹脂膠粘劑，其加入就提高了產品成本，降低了產品競爭力；4)對人造板進行後處理，如公開號為CN1526528的發明專利申請中公開了一種採用氨氣真空法製備El/EO級環保型人造板的製造工藝；公開號為CN2394770的實用新型專利中公開了一種降低人造板甲醛釋放量的處理裝置，這些後處理方法，不僅使得人造板的製造工藝複雜，而且後處理設備投資巨大，生產成本明顯提高。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，但是不能徹底解決甲醛釋放問題，或由於生產成本過高而無法推廣。
發明內容本發明的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種人造板用膠粘劑及其製備方法。本發明方法工藝簡單，操作方便，生產的膠粘劑不含甲醛，是一種環保型人造板用膠粘劑。為實現本發明目的，本發明一方面提供一種人造板用膠粘劑，其原料包括分散介質、脫脂豆蛋白粉、碳酸鈉和絡合劑，其中絡合劑包括氯化鋅、硫酸銅、碳酸鋯。其中，原料的重量份配比為分散介質70-80、脫脂豆蛋白粉20-35、碳酸鈉0.5-3、絡合劑1-2。原料的重量份配比選擇分散介質72-76、脫脂豆蛋白粉25_30、碳酸鈉1-2.5、絡合劑1.2-1.8。其中，絡合劑包括氯化鋅、硫酸銅、碳酸鋯，絡合劑各組分之間的重量份配比為氯化鋅0.8-1.2、硫酸銅0.5-1.5和碳酸鋯0.5-1.5。其中，分散介質選擇軟化水。本發明另一方面提供一種人造板用膠粘劑的製備方法，包括如下順序進行的步驟1)使脫脂豆蛋白粉和碳酸鈉分散在分散介質中；2)加入絡合劑使其進行絡合反應。其中在步驟l)中，將碳酸鈉和脫脂豆蛋白粉加入分散介質後攪拌均勻，使獲得的混合物在40-80'C下保溫3-6小時；在步驟2)中，使混合物降溫至25-35'c時加入絡合劑並攪拌均勻。其中原料的重量份配比為分散介質70-80、脫脂豆蛋白粉20—35、碳酸鈉0.5-3、絡合劑l-2。特別是，原料的重量份配比選擇分散介質72-76、脫脂豆蛋白粉25—30、碳酸鈉1-2.5、絡合劑1.2-1.8。其中，絡合劑包括氯化鋅、硫酸銅、碳酸鋯，絡合劑各組分之間的重量份配比為氯化鋅0.8-1.2、硫酸銅0.5-1.5和碳酸鋯0.5-1.5。其中，分散介質選擇軟化水。本發明具有以下優點1)本發明對豆蛋白進行處理後作為人造板用膠粘劑，不含有游離甲醛，因此膠接的人造板不存在甲醛釋放問題，徹底解決人造板帶來的室內空氣中的甲醛汙染問題。2)豆蛋白作為一種可再生的資源，作為膠粘劑的主要原料，有助於解決常規人造板膠粘劑中使用合成化石原料的枯竭問題，符合環境保護與可持續發展原則。3)本發明的豆蛋白膠粘劑是利用脫脂豆蛋白粉加工而成，有效的利用了大豆加工剩餘物，綜合利用資源，節約生產成本，提高了產品的附加值。4)本發明採用金屬鹽等物質與豆蛋白的複合，解決了普通豆蛋白膠粘劑耐水性差的問題，能夠滿足人造板用膠粘劑的耐水要求，保證了豆蛋白膠粘劑的實用性能，並且由本發明的膠粘劑製備地膠合板達到國標中n類膠合板要求。具體實施方式實施例11)按以下重量配比進行備料軟化水70kg碳酸鈉1kg脫脂豆蛋白粉25kg絡合劑1.2kg其中，絡合劑為北京林業大學材料科學與技術學院自行配製的粉劑，包括氯化鋅0.8份、硫酸銅0.5份、碳酸鋯0.5份(重量份)，將其研磨均勻，混合均勻。2)在配有攪拌器、溫度計和冷凝裝置的反應釜中，加入全部的軟化水、碳酸鈉、豆蛋白粉，攪拌均勻。3)加熱至45-47'C，保溫反應3小時。4)然後反應物降溫至30'C，製得均勻豆蛋白粘液。5)將絡合劑加入所得的豆蛋白粘液中，混合均勻，製成豆蛋白膠粘劑。其中，膠粘劑的性能質量指標見表l:實施例21)按以下重量配比進行備料軟化水80kg碳酸鈉2kg脫脂豆蛋白粉35kg絡合劑2kg其中絡合劑為北京林業大學材料科學與技術學院自行配製的粉劑，按重量配比，氯化鋅1.2份、硫酸銅1.5份、碳酸鋯1.5份，將其研磨均勻，混合均勻。2)在配有攪拌器、溫度計和冷凝裝置的反應釜中，加入全部的軟化水、碳酸鈉、豆蛋白粉，攪拌均勻；3)加熱至40-42'C，反應6小時；4)反應物降溫至30'C，製得均勻豆蛋白粘液。5)將絡合劑加入所得的豆蛋白粘液中，混合均勻，製成豆蛋白膠粘劑。其中，豆蛋白膠粘劑的質量指標見表l。實施例31)按以下重量配比進行備料軟化水76kg碳酸鈉3kg脫脂豆蛋白粉30kg絡合劑1kg其中，絡合劑為北京林業大學材料科學與技術學院自行配製的粉劑，包括以下重量配比的組分氯化鋅1份、硫酸銅1份、碳酸鋯1份，將其研磨均勻，混合均勻。2)在配有攪拌器、溫度計和冷凝裝置的反應釜中，加入全部的軟化水、碳酸鈉、豆蛋白粉，攪拌均勻。3)加熱至68-70。C，反應5小時。4)反應物降溫至3(TC，製得均勻豆蛋白粘液。5)將絡合劑加入所得的豆蛋白粘液中，混合均勻，製成豆蛋白膠粘劑。其中，豆蛋白膠粘劑的質量指標見表l。表l豆蛋白膠粘劑的性能指標tableseeoriginaldocumentpage8對照例1—3採用實施例1_3中的豆蛋白粘液作為膠粘劑對照例l一3。實驗例分別採用本發明實施例1-3和對照例1-3的產品製造三層450X450誦膠合板。楊木單板含水率乾燥到58%;厚1.6mm;單板膠粘劑採用本發明實施例1-5的產品和對照例1-5的產品。按以下正常工藝製備膠合板施膠芯板雙面施膠，塗膠量為220300g/m2。陳化方式及時間閉合陳化，10~30分鐘。預壓壓力及時間預壓30分鐘，壓力0.8MPa。熱壓壓力1.2MPa，熱壓溫度為120°C，熱壓時間為30s/mm。按GB/T17657-1999《人造板及飾面人造板理化性能實驗方法》檢測方法對生產的膠合板產品進行性能檢測，檢測結果見表2。表2膠接膠合板的甲醛釋放量與膠合強度tableseeoriginaldocumentpage9實驗結果表明，本發明無甲醛豆蛋白膠粘劑製造的膠合板的甲醛釋放量都為0，膠合板的膠合強度大，膠合板的性能達到國標中n類膠合板標準。II類膠合板的甲醛釋放量及物理力學性能指標要求如下El級，甲醛釋放量S1.5mg/L;E2級，甲醛釋放量^5.0mg/L;楊木膠合板膠合強度^0.7MPa。成本分析本發明無甲酸豆蛋白膠粘劑使用方便，不必對現有人造板生產設備和工藝做改動，因此不需要增加投資或影響生產效率。目前，50%固體含量的低游離甲醛含量脲醛樹脂膠粘劑的價格在1800-2500元/噸，酚醛樹脂膠粘劑的價格在5000-6000元/噸，本發明豆蛋白膠粘劑(35%固體含量)的價格在1500-2000元/噸，價格遠遠低於酚醛樹脂膠粘劑，與脲醛樹脂膠粘劑接近。本發明製備的膠粘劑可替代含甲醛的常規膠合板膠粘劑，製備膠合板時的總施膠量不變，因此使用成本與脲醛樹脂膠粘劑相當，但遠遠低於酚醛樹脂膠粘劑使用成本，因此，本發明的豆蛋白膠粘劑具有良好的應用前景。權利要求1、一種人造板用膠粘劑，其原料包括分散介質、脫脂豆蛋白粉、碳酸鈉和絡合劑，其中絡合劑的組分包括氯化鋅、硫酸銅、碳酸鋯。2、如權利要求1所述的人造板用膠粘劑，其特徵是所述原料的重量份配比為分散介質70-80、脫脂豆蛋白粉20-35、碳酸鈉0.5-3、絡合劑1-2。3、如權利要求2所述的人造板用膠粘劑，其特徵是所述原料的重量份配比選擇分散介質72-76、脫脂豆蛋白粉25—30、碳酸鈉1-2.5、絡合劑1.2-1.8。4、如權利要求l一3任一所述的人造板用膠粘劑，其特徵是所述絡合劑各組分之間的重量份配比為氯化鋅0.8-1.2、硫酸銅0.5-1.5和碳酸鋯0.5-1.5。5、一種如權利要求1所述的人造板用膠粘劑的製備方法，包括如下順序進行的步驟l)使脫脂豆蛋白粉和碳酸鈉分散在分散介質中；2)加入絡合劑使其進行絡合反應。6、如權利要求5所述的人造板用膠粘劑的製備方法，其特徵是在所述止H取1、出、i々fi。+珠船紳壬nBK口匕s巫r^処十n入^掛入莊p^掛+業仏/n少與鄰l乂屮，itr;7i還釹災阪i^J不W月兄;]曰且虔口物力U八/^1w力Hxviv貝,口說j卞"1^七，使獲得的混合物在40-8(TC下保溫3-6小時；在所述步驟2)中，使所述混合物降溫至25-35"C時加入所述絡合劑並攪拌均勻。7、如權利要求5或6所述的人造板用膠粘劑的製備方法，其特徵是所述原料的重量份配比為分散介質70-80、脫脂豆蛋白粉20—35、碳酸鈉0.5-3、絡合劑1-2。8、如權利要求7所述的人造板用膠粘劑的製備方法，其特徵是所述原料的重量份配比選擇分散介質72-76、脫脂豆蛋白粉25—30、碳酸鈉1-2.5、絡合劑1.2-1.8。9、如權利要求5或6所述的人造板用膠粘劑的製備方法，其特徵是所述絡合劑各組分之間的重量份配比為氯化鋅0.8-1.2、硫酸銅0.5-1.5和碳酸鋯0.5-1.5。全文摘要本發明公開一種人造板用膠粘劑及其製備方法，該膠粘劑包括以下重量份配比的原料軟化水70-80；碳酸鈉0.5-3；豆蛋白粉20-35；絡合劑1-2，其中絡合劑由以下重量份配比的原料組成氯化鋅0.8-1.2、硫酸銅0.5-1.5、碳酸鋯0.5-1.5。本發明膠粘劑的製備方法簡單快捷、製造成本低、使用方便，而且所製備的膠粘劑不含甲醛，不會產生毒性而危害人類健康和環境，徹底解決「醛類」膠粘劑人造板帶來的室內空氣中的甲醛汙染問題。文檔編號C09J189/00GK101191045SQ20071017921公開日2008年6月4日申請日期2007年12月11日優先權日2007年12月11日發明者周文瑞,張世鋒,張德榮,徐力崢,李建章,軍母,欣陳,強高申請人:北京林業大學