一種澱粉乳液改性脲醛樹脂膠粘劑以及配製方法與應用與流程
2023-05-19 18:03:31 1
本發明涉及一種膠粘劑，特別涉及一種澱粉乳液改性脲醛樹脂膠粘劑。
背景技術：
重組裝飾材,又稱「科技木」,它是以人工林或普通樹種木材的旋切(或刨切)單板為原材料，採用單板漂染、層積膠合、模壓成型等技術製造成的一種具有天然珍貴樹種木材特質(質感、花紋、色澤等)或其他藝術圖案的新型木質裝飾材料。根據其用途的不同可以加工成為重組裝飾鋸材、重組裝飾刨切材和重組裝飾薄木。在重組裝飾材製造過程中，沒有破壞木材的微觀結構和固有屬性，完全保留了天然木材隔熱、絕緣、調溫、調溼等天然特性，且幾乎沒有木材的天然缺陷如節子、腐朽、蟲孔等，被廣泛用於家具、裝飾裝修等行業。
一直以來，傳統的重組裝飾材製造主要採用脲醛樹脂膠粘劑進行生產。脲醛樹脂膠粘劑具有膠合強度高、固化快、膠層無色、製造簡單、操作性能好、性能優良以及成本低廉、原料來源豐富等優點，但是它的缺點是膠層硬、脆，韌性差、易開裂，且甲醛釋放量高。為改善這些缺陷，一般通過加入二甘醇、聚醋酸乙烯酯乳液等增強柔韌性；在製取脲醛樹脂過程中，通過降低摩爾比減少樹脂中的游離甲醛，減少甲醛釋放量。這些措施能改善缺陷，但不能達到有效改善的目的，且增加了成本。
中國發明專利zl201010171082.8公開了一種木材用改性澱粉膠粘劑，能在實際的木材加工生產中使用，不含甲醛，對人體無害環保。然而其固化溫度高，無法用於常溫固化的重組裝飾材生產。
為此，本發明通過採用按發明專利「一種木材用改性澱粉膠粘劑的製備方法」(zl201010171082.8)技術製得的改性澱粉乳液與通常使用的脲醛樹脂膠粘劑共混得到一種澱粉乳液改性脲醛樹脂膠粘劑用於重組裝飾材的生產。它可以有效改善膠層的脆性，增強產品的柔韌性，也使產品的甲醛釋放量大大降低，達到國家強制性標準gb18580-2001要求的e1級要求，且生產成本得以下降。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種澱粉乳液改性脲醛樹脂膠粘劑，以克服上述現有技術中的不足。用澱粉乳液對脲醛樹脂進行改性，提供了一種增韌、環保的膠粘劑，使生產過程中的膠粘劑初粘性好、生產出的重組裝飾單板膠合強度高、柔韌性好，甲醛釋放量低，並降低了生產成本。
本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：
一種澱粉乳液改性脲醛樹脂膠粘劑，所述膠粘劑按重量份其配置比例為：脲醛樹脂10份、改性澱粉乳液1～10份、聚醋酸乙烯酯乳液2～10份、固化劑0.3～1份、增強劑0.9～3份、水性高分子2～6份、改性助劑0.03～0.1份及填料0.5～1.5份,其中所述的改性澱粉乳液是根據(zl201010171082.8)公開的技術方案製備得到，具體包括如下步驟：
(1)酸解氧化：取一定量的澱粉溶於水，然後將澱粉水乳液用鹽酸溶液調ph值至3～4，加入氧化劑過硫酸鉀在50～60℃的溫度下反應50～70分鐘，降溫至45℃以下即可，氧化劑過硫酸鉀的用量控制在澱粉用量的2～3％，
(2)酯化交聯：把上述的酸解氧化好的澱粉水乳液用氫氧化鈉溶液調ph值至10～11，加入冰醋酸進行酯化反應10～20分鐘，再調ph值至9～10，加入草酸進行交聯反應10～20分鐘即得到穩定的改性澱粉乳液，冰醋酸與草酸的用量均為澱粉質量的8～15％。
本發明的膠粘劑，即採用脲醛樹脂與改性澱粉乳液、聚醋酸乙烯酯乳液相混合，有效降低甲醛釋放量，具有較好的環保性；所述的改性澱粉乳液和聚醋酸乙烯酯乳液具有協同增韌作用，使膠粘劑具有很好的增韌作用，從而避免由於冷固型脲醛樹脂固化後膠層硬，產品刨切時損傷刀具、刨切後產品易碎裂的缺陷，製造出性能更好的重組裝飾材產品。
作為優選，所述脲醛樹脂為冷固型的、固體含量≥60％的三聚氰胺改性脲醛樹脂。
作為優選，所述的改性澱粉乳液根據發明專利「一種木材用改性澱粉膠粘劑的製備方法」(zl201010171082.8)製作，固體含量≥35％。
作為優選，所述聚醋酸乙烯酯乳液為固體含量≥30％的普通白乳膠。
作為優選，所述水性高分子由10～20重量份聚乙烯醇加入90～100份水中，升溫至80～95℃，攪拌反應30～50min製得。
作為優選，所述固化劑為有機酸溶液，增強劑為異氰酸酯預聚體。
作為優選，所述改性助劑為800～2500萬分子量的陰離子型聚丙烯醯胺，可以有效提高改性澱粉乳液的初粘性，提高膠水的乾燥速率、縮短冷壓固化時間，並降低返潮速率。
作為優選，所述填料為麵粉、膨潤土中的一種或兩種混合物。
本發明的另一個目的是提供一種澱粉乳液改性脲醛樹脂膠粘劑的配製方法，配製方法為：將脲醛樹脂、改性澱粉乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、固化劑、增強劑、水性高分子、改性助劑及填料按所述的重量比混合均勻。
作為優選，本發明提供的所述澱粉乳液改性脲醛樹脂膠粘劑的配製方法，具體步驟為：將脲醛樹脂、改性澱粉乳液、聚醋酸乙烯酯乳液按上述重量比混合均勻得到混合膠粘劑；然後再加入所述重量比的固化劑、增強劑、水性高分子、改性助劑及填料，即製得一種澱粉乳液改性脲醛樹脂膠粘劑。
本發明的另一個目的是提供一種澱粉乳液改性脲醛樹脂膠粘劑在重組裝飾材生產中的應用，應用方法具體包括以下步驟：
(1)、將所述的澱粉乳液改性脲醛樹脂膠粘劑對單板進行施膠、組坯、加壓、常溫保壓養護等工序，製成重組裝飾材木方；
(2)、將步驟(1)中製成的重組裝飾材木方，通過直接鋸切或刨切的方式，即得到符合質量要求的重組裝飾材或裝飾單板。
綜上所述，本發明具有以下有益效果：
1.膠粘劑採用脲醛樹脂與改性澱粉乳液、聚醋酸乙烯酯乳液的混合液，使得總揮發性有機物少，有效降低甲醛釋放量，具有較好的環保性能，甲醛釋放量在原有脲醛樹脂膠粘劑製備重組裝飾材的e2級基礎上，通過用澱粉乳液改性脲醛樹脂製備重組裝飾材，甲醛釋放量可以達到e1級；同時，發揮了改性澱粉乳液和聚醋酸乙烯酯乳液的協同增韌作用，並且加入的聚乙烯醇有效地保護膠體，增強膠體柔韌性，起到非常好的增韌效果。
2.本發明所用的膠粘劑加入了改性助劑陰離子型聚丙烯醯胺，相比其他生物膠粘劑用於重組裝飾材生產、製備，其大大提高改性澱粉乳液的初粘性和黏度，提高了膠水的乾燥速率、縮短冷壓固化時間，並降低了膠水的返潮速率。
3.通過澱粉乳液改性脲醛樹脂，替代原有的僅用脲醛樹脂、聚醋酸乙烯酯乳液、二甘醇等重組裝飾材用膠粘劑配方，可以有效降低生產成本，提升企業經濟效益。
具體實施方式
本發明的具體實施方案如下：
實施例1
1)改性澱粉乳液的製備：
按發明專利「一種木材用改性澱粉膠粘劑的製備方法」(zl201010171082.8)進行製備，得到的改性澱粉乳液固體含量≥35％。
2)水性高分子溶液的製備：
將10g聚乙烯醇加入90g水中，升溫至90℃，攪拌30min，製得所述水性高分子。
3)原材料單板的製備：
將ayous原木經旋切、裁切製成一定的規格單板，對單板進行漂白或染色、烘乾，單板含水率控制在8—12％，之後將單板按工藝要求進行修補、整理。
4)膠粘劑的調製：
將脲醛樹脂30kg、改性澱粉乳液20kg、聚醋酸乙烯酯乳液20kg、水性高分子9kg、聚丙烯醯胺0.15kg、麵粉3kg分別放入調膠桶中，攪拌均勻後加入異氰酸酯預聚體7.5kg，有機酸溶液1.1kg攪拌均勻；
5)重組裝飾材木方製備：將調製好的膠粘劑對單板進行布膠、組坯，壓製成木方，並對木方進行保壓養護；養護溫度控制在15～35℃之間；養護10天，讓膠粘劑充分固化後，拆模即得到重組裝飾材木方；
6)重組裝飾單板成品製備：將養護好的木方四邊鋸切後，通過直接鋸切或刨切的方式，即得到符合質量要求的重組裝飾材或單板。
由此得到的重組裝飾單板，經檢驗符合gb/t28999-2012《重組裝飾單板》標準要求，甲醛釋放量為1.2mg/l。
實施例2
對實施例1中的其餘生產過程都不改變，僅對膠粘劑配方做如下改變：
脲醛樹脂30kg，改性澱粉乳液20kg，聚醋酸乙烯酯乳液15kg，水性高分子9kg，聚丙烯醯胺0.18kg，異氰酸酯預聚體7.5kg，有機酸溶液1.1kg，膨潤土1.5kg。
由此得到的重組裝飾單板，經檢驗符合gb/t28999-2012《重組裝飾單板》標準要求，甲醛釋放量為1.0mg/l。
實施例3
對實施例1中的其餘生產過程都不改變，僅對膠粘劑配方做如下改變：
脲醛樹脂25kg，改性澱粉乳液20kg，聚醋酸乙烯酯乳液20kg，水性高分子9kg，聚丙烯醯胺0.18kg，異氰酸酯預聚體7.5kg，有機酸溶液1.1kg，麵粉1kg，膨潤土1kg。
由此得到的重組裝飾單板，經檢驗符合gb/t28999-2012《重組裝飾單板》標準要求，甲醛釋放量為0.9mg/l。
綜上所述，本發明的提供的澱粉乳液改性脲醛樹脂膠粘劑，採用脲醛樹脂與改性澱粉乳液、聚醋酸乙烯酯乳液相混合，使得總揮發性有機物少，有效降低甲醛釋放量，具有較高的環保性，且常溫即可實現固化。甲醛釋放量在原有脲醛樹脂膠粘劑製備重組裝飾材的e2級基礎上，通過用澱粉乳液改性脲醛樹脂製備重組裝飾材，單板的甲醛釋放量可以達到e1級；同時，發揮了改性澱粉乳液和聚醋酸乙烯酯乳液的協同增韌作用，並且加入的聚乙烯醇有效地保護膠體，增強膠層柔韌性，起到較好的增韌效果；膠粘劑中加入改性助劑陰離子型聚丙烯醯胺，改善了膠粘劑的初粘性、提高了乾燥速率，從而縮短了固化時間，降低了膠水的返潮速率。通過澱粉乳液改性脲醛樹脂，替代原有的僅用脲醛樹脂、聚醋酸乙烯酯乳液、二甘醇等重組裝飾材用膠粘劑，還降低了生產成本，提升了經濟效益。
以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。