一種無甲醛的人造板用膠粘劑及其製備方法
2023-07-14 19:15:31 1
專利名稱：一種無甲醛的人造板用膠粘劑及其製備方法
一種無甲醛的人造板用膠粘劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種人造板用膠粘劑，特別是一種無甲醛的人造板用膠粘劑及其製備方法。
背景技術：
目前，我國的膠粘劑主要以甲醛為主要生產原料，即通常所說的"三醛"膠脲醛樹
脂膠、酚醛樹脂膠和三聚氰胺甲醛樹脂膠，其產量佔整個人造板工業用膠粘劑的90%以上，
其中，脲醛樹脂膠由於製造成本低、原料易得、粘接強度高、色澤接近木材等諸多優點，而受
到大多數人造板企業的青睞，其用量佔"三醛"膠粘劑總量的85%以上。 但是，脲醛樹脂膠在制膠和壓板過程中，以及用脲膠製成的人造板在長期使用過
程中，會持續大量釋放游離甲醛，且該游離甲醛要在15年以後才能解除，因此，對人類的傷
害非常嚴重，也是室內空氣汙染的主要來源之一。 目前，降低或者去除游離甲醛的方法主要有1.採用低摩爾比改性脲醛樹脂膠粘劑；2.在人造板用脲醛樹脂膠粘劑中加入甲醛捕捉劑；3.對人造板進行後處理。
然而，上述方法均存在各自不同的缺點例如，採用低摩爾比改性脲醛樹脂膠粘劑，雖然降低了人造板的甲醛釋放量，但是，產品的膠合強度也降低了 ，不能滿足使用要求，此外，由於固化時間延長，因此，生產效率低；在人造板用脲醛樹脂膠粘劑中加入甲醛捕捉劑，雖然降低了人造板的游離甲醛釋放量，但是其膠合強度也降低了 ，且甲醛捕捉劑的價格遠高於脲醛樹脂膠粘劑，因此，產品的成本大大提高，市場競爭力將大大被削弱；對人造板進行後處理，不但使得人造板的製造工藝變得複雜，而且後處理的設備投資巨大，成本明顯增加。 鑑於以上問題，實有必要提供一種可以解決上述技術問題的無甲醛的人造板用膠粘劑及其製備方法。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種無甲醛的人造板用膠粘劑及其製備方法，其不但可以降低甲醛的釋放量，還可以提高其膠合強度，符合國家標準。 為實現上述目的，本發明提供了一種無甲醛人造板用膠粘劑，原料組分包括100 150份的自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液，5 10份的水分散性異氰酸酯，15 20份的澱粉，40 80份的水，以及10 15份的碳酸鈣。 優選地，所述自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液的原料組分包括8 20份的聚乙烯醇，
40 100份的甲基丙烯酸甲酯，40 125份的丙烯酸丁酯，4 8份的N-羥甲基丙烯醯胺，
8 15份的丙烯酸，O. 75 2份的過硫酸鉀，以及150 400份的水。 優選地，所述水分散性異氰酸酯的原料為55 65%的異氰酸酯三聚體和35
45%的聚乙二醇單甲醚。 優選地，所述異氰酸酯三聚體的原料選自甲苯二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯
4或六亞甲基-二異氰酸酯。 優選地，所述澱粉選自小麥、玉米，以及木薯的其中之一。
優選地，所述聚乙烯醇的聚合度為1700，醇解度為88%。 為實現上述目的，本發明還提供了一種無甲醛的人造板用膠粘劑的製備方法，包括以下步驟 步驟一 自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液的製備 A.在反應釜中加入8 20份的聚乙烯醇並溶於水中，攪拌下升溫到95t:，待聚乙烯醇完全溶解後，保溫30min，再降溫到80°C ，從而形成溶液A，備用； B.取40 100份的甲基丙烯酸甲酯、40 125份的丙烯酸丁酯，和8 15份的丙烯酸，混合後，形成溶液B，備用； C.取4 8份的N-羥甲基丙烯醯胺溶於水中，形成溶液C，備用；
D.取0.75 2份的過硫酸鉀溶於水中，形成引發劑，備用； E.將1/10的溶液B， 1/10的溶液C和1/2的引發劑依次滴加至步驟A)形成的溶液A中，反應30min後，將剩餘的溶液B、溶液C和引發劑緩慢地滴加至溶液A中，滴加時間為lh; F.滴加完成後，在8(TC反應3h，冷卻至室溫，即得自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液；
步驟二 水分散性異氰酸酯的製備 在反應釜中加入55 65%的異氰酸酯三聚體和35 45%的聚乙二醇單甲醚，在室溫下反應2-3小時，反應過程中通氮氣保護，反應完成後即得水分散封閉型異氰酸酯；
步驟三無甲醛的人造板用膠粘劑的製備 在反應釜中加入100 150份的自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液、10 15份的輕質碳酸鈣、15 20份的澱粉和40 80份的水，攪拌均勻後，向其中加入5 10份的水分散封閉型異氰酸酯，攪拌均勻，即得到無甲醛的人造板用膠粘劑。 優選地，所述異氰酸酯三聚體的原料選自甲苯二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯或六亞甲基-二異氰酸酯。 優選地，所述澱粉選自小麥、玉米，以及木薯的其中之一。
優選地，所述聚乙烯醇的聚合度為1700，醇解度為88%。 本發明無甲醛的人造板用膠粘劑及其製備方法的優點如下經檢驗，本發明膠粘劑無甲醛釋放，且粘合強度和橫向靜曲強度也符合國家標準，故此，由該膠粘劑製得的人造板不會對人體造成傷害，且室內空氣品質良好。
具體實施方式
實施例一 1.自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液的製備 A)在反應釜中，加入8份的聚乙烯醇和105份的水，邊攪拌邊升溫，當溫度達95t:時停止升溫但繼續攪拌直至聚乙烯醇完全溶解，接著，保溫30min後降溫至80°C ，形成溶液A，備用，所述聚乙烯醇選擇聚合度為1700，醇解度為88%的聚乙烯醇；
B)取40份的甲基丙烯酸甲酯、40份的丙烯酸丁酯，以及8份的丙烯酸，混合後形成溶液B，備用；
C)取4份的N-羥甲基丙烯醯胺和20份的水混合作為溶液C，備用；
D)取0. 75份的過硫酸鉀和25份的水混合作為引發劑； E)向步驟A)形成的溶液A中依次滴加1/10的溶液B， 1/10的溶液C以及1/2的引發劑，反應30min，再慢慢地將剩餘的溶液B、溶液C和引發劑滴加到溶液A中，滴加時間為lh; F)滴加完成後，在8(TC條件下，反應3h，反應完成後，即沒有明顯氣味；
G)冷卻至室溫，即得到自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液。
2.水分散性異氰酸酯的製備 在反應釜中加入62. 5 %的異氰酸酯三聚體和37. 5 %的聚乙二醇單甲醚，在室溫下反應2-3小時，反應過程中通氮氣保護，反應完成後即得水分散封閉型異氰酸酯。
所述異氰酸酯三聚體的原料選自甲苯二異氰酸酯(TDI)或異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)或六亞甲基-二異氰酸酯(HDI)。
3.無甲醛的人造板用膠粘劑的製備 在反應釜中加入100份的自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液、12. 5份的輕質碳酸鈣、15份的小麥澱粉和40份的水，攪拌均勻；再向其中加入7. 5份的水分散封閉型異氰酸酯，攪拌均勻，即得到所需要的無甲醛人造板用膠粘劑。
實施例二 1.自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液的製備 A)在反應釜中，加入IO份的聚乙烯醇和112份的水，邊攪拌邊升溫，當溫度達95°C時停止升溫但繼續攪拌直至聚乙烯醇完全溶解，接著，保溫30min後降溫至80°C ，形成溶液A，備用，所述聚乙烯醇選擇聚合度為1700，醇解度為88%的聚乙烯醇；
B)取50份的甲基丙烯酸甲酯、40份的丙烯酸丁酯，以及9份的丙烯酸，混合後形成溶液B，備用； C)取5份的N-羥甲基丙烯醯胺和30份的水混合作為溶液C，備用；
D)取1. 0份的過硫酸鉀和30份的水混合作為引發劑； E)向步驟A)形成的溶液A中依次滴加1/10的溶液B， 1/10的溶液C以及1/2的引發劑，反應30min，再慢慢地將剩餘的溶液B、溶液C和引發劑滴加到溶液A中，滴加時間為lh; F)滴加完成後，在8(TC條件下，反應3h，反應完成後，即沒有明顯氣味；
G)冷卻至室溫，即得到自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液。
2.水分散性異氰酸酯的製備 在反應釜中加入60%的異氰酸酯三聚體和40%的聚乙二醇單甲醚，在室溫下反
應2-3小時，反應過程中通氮氣保護，反應完成後即得水分散封閉型異氰酸酯。 所述異氰酸酯三聚體的原料選自甲苯二異氰酸酯(TDI)或異佛爾酮二異氰酸酯
(IPDI)或六亞甲基-二異氰酸酯(HDI)。 3.無甲醛的人造板用膠粘劑的製備 在反應釜中加入120份的自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液、10份的輕質碳酸鈣、15份的玉米澱粉和50份的水，攪拌均勻；再向其中加入6份的水分散封閉型異氰酸酯，攪拌均勻，即得到所需要的無甲醛人造板用膠粘劑。
6
實施例三 1.自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液的製備 A)在反應釜中，加入15份的聚乙烯醇和185份的水，邊攪拌邊升溫，當溫度達95°C時停止升溫但繼續攪拌直至聚乙烯醇完全溶解，接著，保溫30min後降溫至80°C ，形成溶液A，備用，所述聚乙烯醇選擇聚合度為1700，醇解度為88%的聚乙烯醇；
B)取67. 5份的甲基丙烯酸甲酯、67. 5份的丙烯酸丁酯，以及15份的丙烯酸，混合後形成溶液B，備用； C)取8份的N-羥甲基丙烯醯胺和37.5份的水混合作為溶液C，備用；
D)取1. 2份的過硫酸鉀和37. 5份的水混合作為引發劑； E)向步驟A)形成的溶液A中依次滴加1/10的溶液B， 1/10的溶液C以及1/2的引發劑，反應30min，再慢慢地將剩餘的溶液B、溶液C和引發劑滴加到溶液A中，滴加時間為lh; F)滴加完成後，在8(TC條件下，反應3h，反應完成後，即沒有明顯氣味；
G)冷卻至室溫，即得到自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液。
2.水分散性異氰酸酯的製備 在反應釜中加入55%的異氰酸酯三聚體和45%的聚乙二醇單甲醚，在室溫下反
應2-3小時，反應過程中通氮氣保護，反應完成後即得水分散封閉型異氰酸酯。 所述異氰酸酯三聚體的原料選自甲苯二異氰酸酯(TDI)或異佛爾酮二異氰酸酯
(IPDI)或六亞甲基-二異氰酸酯(HDI)。 3.無甲醛的人造板用膠粘劑的製備 在反應釜中加入125份的自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液、10份的輕質碳酸鈣、20份的木薯澱粉和50份的水，攪拌均勻；再向其中加入5份的水分散封閉型異氰酸酯，攪拌均勻，即得到所需要的無甲醛人造板用膠粘劑。
實施例四 1.自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液的製備 A)在反應釜中，加入18份的聚乙烯醇和190份的水，邊攪拌邊升溫，當溫度達95°C時停止升溫但繼續攪拌直至聚乙烯醇完全溶解，接著，保溫30min後降溫至80°C ，形成溶液A，備用，所述聚乙烯醇選擇聚合度為1700，醇解度為88%的聚乙烯醇；
B)取70份的甲基丙烯酸甲酯、70份的丙烯酸丁酯，以及10份的丙烯酸，混合後形成溶液B，備用； C)取6份的N-羥甲基丙烯醯胺和30份的水混合作為溶液C，備用；
D)取2份的過硫酸鉀和50份的水混合作為引發劑； E)向步驟A)形成的溶液A中依次滴加1/10的溶液B， 1/10的溶液C以及1/2的引發劑，反應30min，再慢慢地將剩餘的溶液B、溶液C和引發劑滴加到溶液A中，滴加時間為lh; F)滴加完成後，在8(TC條件下，反應3h，反應完成後，即沒有明顯氣味；
G)冷卻至室溫，即得到自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液。
2.水分散性異氰酸酯的製備 在反應釜中加入58%的異氰酸酯三聚體和42%的聚乙二醇單甲醚，在室溫下反應2-3小時，反應過程中通氮氣保護，反應完成後即得水分散封閉型異氰酸酯。 所述異氰酸酯三聚體的原料選自甲苯二異氰酸酯(TDI)或異佛爾酮二異氰酸酯
(IPDI)或六亞甲基-二異氰酸酯(HDI)。 3.無甲醛的人造板用膠粘劑的製備 在反應釜中加入140份的自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液、10份的輕質碳酸鈣、20份的小麥澱粉和60份的水，攪拌均勻；再向其中加入8份的水分散封閉型異氰酸酯，攪拌均勻，即得到所需要的無甲醛人造板用膠粘劑。
實施例五 1.自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液的製備 A)在反應釜中，加入20份的聚乙烯醇和312. 5份的水，邊攪拌邊升溫，當溫度達95°C時停止升溫但繼續攪拌直至聚乙烯醇完全溶解，接著，保溫30min後降溫至80°C ，形成溶液A，備用，所述聚乙烯醇選擇聚合度為1700，醇解度為88%的聚乙烯醇；
B)取100份的甲基丙烯酸甲酯、125份的丙烯酸丁酯，以及14份的丙烯酸，混合後形成溶液B，備用； C)取8份的N-羥甲基丙烯醯胺和37. 5份的水混合作為溶液C，備用；
D)取2份的過硫酸鉀和50份的水混合作為引發劑； E)向步驟A)形成的溶液A中依次滴加1/10的溶液B， 1/10的溶液C以及1/2的引發劑，反應30min，再慢慢地將剩餘的溶液B、溶液C和引發劑滴加到溶液A中，滴加時間為lh; F)滴加完成後，在8(TC條件下，反應3h，反應完成後，即沒有明顯氣味；
G)冷卻至室溫，即得到自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液。
2.水分散性異氰酸酯的製備 在反應釜中加入65%的異氰酸酯三聚體和35%的聚乙二醇單甲醚，在室溫下反
應2-3小時，反應過程中通氮氣保護，反應完成後即得水分散封閉型異氰酸酯。 所述異氰酸酯三聚體的原料選自甲苯二異氰酸酯(TDI)或異佛爾酮二異氰酸酯
(IPDI)或六亞甲基-二異氰酸酯(HDI)。 3.無甲醛的人造板用膠粘劑的製備 在反應釜中加入150份的自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液、15份的輕質碳酸鈣、15份的木薯澱粉和80份的水，攪拌均勻；再向其中加入10份的水分散封閉型異氰酸酯，攪拌均勻，即得到所需要的無甲醛人造板用膠粘劑。
所述自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液的物理指標如下 乳白色液體，pH值7. 0-7. 5，固含量為35 45X，粘度為800-1000mPa. s (20°C )，
儲存期12個月。
所述水分散性異氰酸酯的物理指標如下
無色透明液體，粘度為500-600mPa. s (20°C )。
所述無甲醛的人造板用膠粘劑的物理指標如下 乳白色液體，PH值為7. 0 7. 5，固含量為35 45%，粘度為1000 1200mPa.
s(20。C)，儲存期為3個月。 為驗證本發明無甲醛的人造板用膠粘劑的效果，將該膠粘劑製成人造板以進行檢
8測，方法如下 將經刨光的杉木芯條塗上述膠粘劑後，送入平壓機經熱壓，溫度為為ll(TC， 10分 鍾後取下為芯板；芯板再刷灰、修補、砂光、塗膠蓋中板熱壓，熱壓溫度為13(TC，熱壓壓力 1. 0Mpa，熱壓時間8分鐘；放冷後，進行二次補灰、砂光，將面板塗膠蓋於中板上熱壓，熱壓 條件同中板；冷卻後，齊邊成型，堅孔，糊邊，砂邊再砂光即為成品細木工板。
所述芯條塗膠量為80g/m2，中、面板施膠量為(含補灰用)160g/m2，細木工板規格 2440 X 1220 X18mm，依據國家標準GB18580-2001， GB/T5849-1999， GB/T 17657-1999，抽樣
檢查結果如下
檢驗項目國家實測結果標準實施例一實施例二實施例三實施例四實施例五
膠合強度(MPa)20.700.820.830.900.890.86
橫向靜曲強度(MPa)222.022.522.5522.6522.722.6
曱醛釋i丈量(mg/L)E1S1.500000 由以上結果得知，本發明提供的膠粘劑，無甲醛釋放，符合國家標準；膠合強度分
別為0. 82MPa、0. 83MPa、0. 90MPa、0. 89MPa、0. 86MPa，均大於國家標準的0. 7MPa，符合國家 標準；橫向靜曲強度分別為22. 5MPa、22. 55MPa、22. 65MPa、22. 7MPa、22. 6MPa，均大於國家 標準的22MPa，符合國家標準。 以上所述僅為本發明的一種實施方式，不是全部或唯一的實施方式，本領域普通 技術人員通過閱讀本發明說明書而對本發明技術方案採取的任何等效的變換，均為本發明 的權利要求所涵蓋。
權利要求
一種無甲醛的人造板用膠粘劑，其特徵在於其原料組分如下自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液100～150份水分散性異氰酸酯5～10份澱粉15～20份水 40～80份輕質碳酸鈣 10～15份。
2. 如權利要求1所述的無甲醛的人造板用膠粘劑，其特徵在於所述自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液的原料組分如下聚乙烯醇 S 20份；甲基丙烯酸甲酯40 100份；丙烯酸丁酯 40 125份；N-羥甲基丙烯醯胺4 8份；丙烯酸 8 15份；過硫酸鉀 0. 75 2份；水 150 400份。
3. 如權利要求2所述的無甲醛的人造板用膠粘劑，其特徵在於所述水分散性異氰酸酯的原料組分為55 65%的異氰酸酯三聚體和35 45%的聚乙二醇單甲醚。
4. 如權利要求3所述的無甲醛的人造板用膠粘劑，其特徵在於所述異氰酸酯三聚體的原料選自甲苯二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯或六亞甲基-二異氰酸酯。
5. 如權利要求1或4所述的無甲醛的人造板用膠粘劑，其特徵在於所述澱粉選自小麥、玉米，以及木薯的其中之一。
6. 如權利要求2所述的無甲醛的人造板用膠粘劑，其特徵在於所述聚乙烯醇的聚合度為1700，醇解度為88%。
7. —種如權利要求1所述的無甲醇的人造板用膠粘劑的製備方法，包括以下步驟步驟一 自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液的製備A. 在反應釜中加入8 20份的聚乙烯醇並溶於水中，攪拌下升溫到95t:，待聚乙烯醇完全溶解後，保溫30min，再降溫到80°C ，從而形成溶液A，備用；B. 取40 100份的甲基丙烯酸甲酯、40 125份的丙烯酸丁酯，和8 15份的丙烯酸，混合後，形成溶液B，備用；C. 取4 8份的N-羥甲基丙烯醯胺溶於水中，形成溶液C，備用；D. 取0.75 2份的過硫酸鉀溶於水中，形成引發劑，備用；E. 將1/10的溶液B，1/10的溶液C和1/2的引發劑依次滴加至步驟A)形成的溶液A中，反應30min後，將剩餘的溶液B、溶液C，以及引發劑緩慢地滴加至溶液A中，滴加時間為lh ;F. 滴加完成後，在8(TC反應3h，冷卻至室溫，即得自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液；步驟二 水分散性異氰酸酯的製備在反應釜中加入異氰酸酯三聚體和聚乙二醇單甲醚，在室溫下反應2-3小時，反應過程中通氮氣保護，反應完成後即得水分散封閉型異氰酸酯，所述異氰酸酯三聚體和聚乙二醇單甲醚的重量百分比分別為55 65%和35 45% ;步驟三無甲醛的人造板用膠粘劑的製備在反應釜中加入100 150份的自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液、10 15份的輕質碳酸鈣、15 20份的澱粉和40 80份的水，攪拌均勻後，向其中加入5 10份的水分散性異氰酸酯，攪拌均勻，即得到無甲醛的人造板用膠粘劑。
8. 如權利要求7所述的人造板用膠粘劑的製備方法，其特徵在於所述異氰酸酯三聚體的原料選自甲苯二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯或六亞甲基_二異氰酸酯。
9. 如權利要求7或8所述的人造板用膠粘劑的製備方法，其特徵在於所述澱粉選自小麥、玉米，以及木薯的其中之一。
10. 如權利要求7所述的人造板用膠粘劑的製備方法，其特徵在於所述聚乙烯醇的聚合度為1700，醇解度為88%。
全文摘要
本發明提供了一種無甲醛的人造板用膠粘劑及其製備方法，將自交聯丙烯酸樹脂無皂乳液、碳酸鈣、澱粉，和水混合均勻後，再加入水分散性異氰酸酯混合，混合均勻後，即製得無甲醛的人造板用膠粘劑，該膠粘劑無甲醛釋放、且膠合強度和橫向靜曲強度均符合國家標準，如此，用該膠粘劑製成的人造板對人體沒有危害，而且室內空氣良好。
文檔編號C09J133/06GK101760159SQ201010104199
公開日2010年6月30日 申請日期2010年2月2日 優先權日2010年2月2日
發明者孟祥青, 李剛輝, 李小瑞, 李翾, 沈一丁, 王海花, 費貴強 申請人:陝西科技大學