[发明专利]一种生物油-苯酚-淀粉胶粘剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物油-苯酚-淀粉胶粘剂的制备方法，属于木材加工中的人造板技术领域。

技术背景

近年来，随着国家环保法规的出台以及人们环保意识的增强，国家对缩醛累胶粘剂中游离甲醛挥发量的限制越来越严格，而室内家具及室内装饰所用的板材中大部分都采用脲醛类胶粘剂，此类胶粘剂甲醛挥发量大，对人体和环境的危害较大，因此迫切需要开发出一种室内家具板材用的无醛胶粘剂，这其中淀粉类胶粘剂最具有开发潜力。

目前国内外对淀粉类胶粘剂提出了各种不同的研究和改进方法。Syed H Imam等以聚乙烯醇为基准物质，加入玉米淀粉、三聚氰胺树脂合成木材用胶粘剂，此胶粘剂有很好的粘接性和抗水性，并具抗菌能力。Schneider等利用糠醇、木质素、马来酸酐等混合制成耐水性能良好的木材胶粘剂。Claus Felby等用氧化还原酶来氧化木质素制取木材用胶粘剂，该产品可与脲醛树脂相媲美。Bassi发明了蛋白质/淀粉纸张涂料，用于牛皮纸的涂布。Syed等用淀粉、聚乙烯醇和六甲氧甲基三聚氰胺作为胶联剂共混，研究开发了可用于室内胶合板生产的交联型木材胶粘剂，交联剂的甲氧基可以通过与淀粉、木材和聚乙烯醇分子上的羟基的转醚化作用实现各种分子间的交联。薛国庆以氯气为氧化剂在碱性条件下制备涂料用无甲醛环保型氧化淀粉胶粘剂，其具有粘合性与稳定性良好、粘附力和遮盖效果好的优良性能。时君友等研究了用二元酸与玉米淀粉发生部分酯化反应，在稳定剂乙二醇存在的条件下加入羧基丁晴橡胶胶乳与酯化淀粉混合共聚，制成淀粉胶粘剂主剂，用多异氰酸酯做交联剂、精制硫酸钡做填料，制成的改性淀粉胶粘剂符合胶合板和细木工板的胶粘剂标准；吴艳波等首先将淀粉糊化，添加适量的乳化剂-聚乙烯醇，然后在引发剂过硫酸铵的引发下，加入乙酸乙烯酯和丙烯酸乙酯的混合物，使淀粉与两种单体发生反应制备淀粉胶粘剂。

但是以上几种耐水型淀粉基木材胶粘剂从制备工艺来看，还比较复杂；从生产用的辅助剂来看，多数必须借助于价格昂贵的、在使用过程中有剧毒的多异氰酸酯；从胶粘剂的使用条件来看，或热压温度高、或活性期短、或固化时间长。

发明内容

本发明的目的是提出一种生物油-苯酚-淀粉胶粘剂的制备方法，克服已有的淀粉胶粘剂制备方法所面临的缺陷和问题，以生物油和淀粉为主要原料，生产环保型、性能优良、可降解的淀粉类胶粘剂，以充分利用自然资源，减少对环境的污染和破坏，并最终降低成本。

本发明提出的生物油-苯酚-淀粉胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)双醛淀粉醋酸酯的制备：

将淀粉与水配制成质量百分比浓度为35％～40％的淀粉乳液，在淀粉乳液中加入高碘酸钠溶液，加入的摩尔比为：淀粉∶高碘酸钠＝1∶1.1，用盐酸调淀粉乳液的pH值为1.2～1.5，升温至35℃～40℃，保温反应3小时，得到双醛淀粉溶液，对双醛淀粉溶液进行抽滤、洗涤，40℃下干燥2～3小时，制得双醛淀粉；

将制得的双醛淀粉与水配制成质量百分比浓度为40％-50％的双醛淀粉乳液，加入冰醋酸，加入的质量比为：双醛淀粉∶冰醋酸＝4∶1，混合搅拌2分钟，将冷醋酸酐在5分钟内逐步加入到淀粉乳液中，加入的摩尔比为：双醛淀粉∶冷醋酸酐＝1∶(1～1.2)，将甲磺酸用冰醋酸稀释，稀释时甲磺酸与冰醋酸的摩尔比为：甲磺酸∶冰醋酸＝1∶1，在10分钟内加入到双醛淀粉中，加入的质量比为：双醛淀粉∶甲磺酸＝(16～14)∶1，在不断搅拌下升温至50℃～55℃，保温反应1小时，抽滤、洗涤，50℃下干燥1～2小时，得到双醛淀粉醋酸酯；

(2)生物油-苯酚-淀粉树脂的制备：

将上述制备的双醛淀粉醋酸酯与水配制成质量百分比浓度为40％～45％的淀粉醋酸酯 乳液，加入苯酚和生物油，加入的摩尔比为：淀粉醋酸酯乳液∶苯酚∶生物油＝20∶(0.9～1)∶4，用氢氧化钠调节溶液的pH值为10～11，30分钟内升温至85℃～90℃，保温反应1～1.5小时，再加入硅烷偶联剂，加入的比例为：硅烷偶联剂占双醛淀粉醋酸酯质量的2.5％～3％，保温反应20～30分钟，降温至70℃～80℃，加入硼砂，硼砂的加入量占双醛淀粉醋酸酯质量的1.5％～2％，保温反应15～20分钟，用盐酸调节pH值为7，降温出料，得到生物油-苯酚-淀粉树脂；

(3)淀粉基交联剂的制备：

(3-1)复合淀粉乳液的制备：