[发明专利]一种木材用改性淀粉胶粘剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种胶粘剂，特别涉及一种木材用玉米淀粉胶粘剂的制备方法。

背景技术

木材用胶粘剂普遍使用的是甲醛系胶粘剂，其中大部分使用价格低廉的脲醛树脂。由此生产的木材制品，其最大的缺点是会释放出对人体有害的甲醛气体，危害人们的身体健康。为此，国家制定了强制性标准，限制木材制品的甲醛释放量。为达到标准要求，生产企业通过添加尿素、三聚氰胺等甲醛捕捉剂进行改性，经过改性虽能降低甲醛释放量，但影响了其胶合性能且又不能完全消除甲醛的释放。能否开发不含甲醛且使用成本又与脲醛树脂相近的木材用胶粘剂是近几年研究的重大课题，用价格低廉的、可再生资源淀粉为主要原料生产木材用胶粘剂是其中之一。

传统方法制造的淀粉胶粘剂，因固体含量较低且耐水性能、胶合性能较差，一般真正在实际中使用较多的是用于纸制品的粘结。而要用于制作木材用胶粘剂时必须有高的固体含量、较好的耐水胶合性能。为此，需对淀粉进行改性。采用较多的淀粉改性方法是通过氧化、接枝等的方法，即用双氧水、次氯酸钠等氧化剂氧化处理后再与有机单体如：醋酸乙烯、丙烯酸、丙烯酰胺等接枝共聚或与水性聚合物如PVA、橡胶乳液等接枝的方法；也有用淀粉通过酯化、交联等方法使淀粉胶粘剂耐水胶合性能得到较大改善。表面上从试验的结果看可以达到标准的要求，但由于制作过程复杂或成本高或使用的化学原料受限制或制成品状态稳定性差以及实际使用过程中难以操作等等的原因，在实际的生产中还没有得到真正的使用。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的不足，提供了一种改性淀粉胶粘剂的制备方法，采用该方法制备的淀粉胶粘剂，能在实际的木材加工生产中成本使用，成本与改性脲醛树脂胶粘剂接近，且不含甲醛，对人体无害环保。

本发明的技术方案是这样实现的：

(1)，酸解氧化：取一定量的淀粉溶于水，然后将淀粉水乳液用盐酸溶液调PH值至3-4，加入氧化剂过硫酸钾在50-60℃的温度下反应50-70分钟，降温至45℃以下即可，氧化剂过硫酸钾的用量控制在淀粉用量的2-3％。

(2)，酯化交联：把上述的酸解氧化好的淀粉水乳液用氢氧化钠溶液调PH值至10-11，加入冰醋酸进行酯化反应10-20分钟，再调PH值至9-10，加入草酸进行交联反应10-20分钟即得到稳定的改性淀粉乳液，冰醋酸与草酸的用量均为淀粉质量的8-15％。

(3)，调胶：通过酸解氧化和酯化交联得到的改性淀粉乳液，虽然胶合性能得到了改善，但还没有达到木材用胶粘剂的要求，因此在通过酸解氧化和酯化交联得到的改性淀粉乳液中，加入增粘剂、填充剂、交联剂进行调胶，以进一步增强其初粘强度和耐水胶合强度，增粘剂为PVA、聚醋酸乙烯乳液，其加量共为淀粉乳液质量的5-20％；填充剂为面粉、碳酸钙，其加量共为淀粉乳液质量的10-25％；交联剂为PMDI，其加量为淀粉乳液质量的10-15％。

采用了上述技术方案的本发明的原理及具有的优点是：

本发明首先对玉米淀粉进行酸解氧化，以降低淀粉的分子量，再进行酯化交联的方法，以获得稳定的改性淀粉乳液，然后加入增粘剂、填充剂、交联剂得到完全无甲醛的木材用改性淀粉胶粘剂。该胶粘剂的胶合性能达到木材用II类胶粘剂的要求，且使用操作方法与脲醛树脂胶粘剂基本相同。由本发明加工方法制得的改性淀粉胶粘剂，储存稳定性好，成本低，可用于胶合板、细木工板及其贴面板等各种板材的生产。

具体实施方式

本发明的具体实施方式如下：

实施例：在100L的反应釜中加入30公斤的水，开动搅拌器，加入36公斤的淀粉搅拌10分钟并加热至55℃后，用盐酸调整PH值为3，加入过硫酸钾0.8公斤，保温反应60分钟后用NaOH溶液调整PH值为10并降温至40℃，加入冰醋酸4公斤进行反应20分钟，再调PH至9-10加入草酸4公斤反应20分钟后冷却至40℃以下出料即得到稳定的改性淀粉乳液。

在带有搅拌器的容器内，加入上述改性淀粉乳液50公斤，依次加入质量百分比为10％的PVA(聚乙烯醇)溶液20公斤、聚醋酸乙烯乳液5公斤、面粉8公斤、轻质碳酸钙4公斤，搅拌10分钟后加入PMDI(聚二苯基甲烷二异氰酸酯)6公斤，再搅拌15分钟后即用于木单板的布胶。

以杨木板材的加工为例，杨木单板的厚度为2.0mm，含水率12％，布胶量285g/m2，然后通过组坯、冷压、热压，存放24小时后测定其胶合性能如下(按国标GB9846-2004检测)：

      浸渍剥离    常态胶合强度(MPa)  二类胶合强度(MPa)