[发明专利]一种人造板用生物基无醛胶黏剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种生物基无醛胶黏剂，由以下重量份的原料制成：生物油500‑800份、异氰酸酯300‑500份、植物多元醇200‑300份、催化促进剂1‑2份。本发明利用生物质热解产物生物油为主要原料，其中富含的羟基和刚性芳香苯环结构可赋予胶黏剂优异的耐水胶接强度及热稳定性。本发明制备过程不添加甲醛等有害物质，具有适宜的黏度和贮存期，胶接的人造板无甲醛释放，达到国标I类胶合板的要求。

技术领域

本发明涉及木材胶黏剂技术领域，具体涉及一种人造板用生物基无醛胶黏剂及其制备方法。

背景技术

我国人造板生产持续保持增长，2017年总产量为2.95亿立方米，产值约6617亿元。人造板所用胶黏剂主要为脲醛树脂，占总用量的80％以上。但由于脲醛树脂合成反应原料甲醛和尿素的不可再生性以及胶接人造板甲醛释放问题，寻找各种可再生的替代资源成为研究热点。随着人们安全意识和环保意识的增强，室内居室甲醛污染问题受到越来越多的关注，研究开发性能优良的无甲醛环保胶黏剂是解决人造板甲醛问题的根本途径。

针对无醛胶黏剂的研发主要集中在两类胶种：异氰酸酯胶黏剂(包括聚氨酯)和生物基胶黏剂(包括大豆蛋白基、淀粉基、单宁基、天然树脂基等)。目前国内外研究较多的是大豆蛋白胶黏剂，但其普遍存在胶合强度低、耐水性差、耐腐性差、黏度高等问题，在应用上受到一定限制。大豆蛋白胶黏剂的改性技术工艺也较为复杂，往往还需要加入甲醛系热固性树脂作为交联剂，再次造成了甲醛污染。除此之外，我国每年都要从美国进口大量大豆，中美之间的贸易摩擦也会影响大豆的供求，从而导致大豆蛋白的价格波动。异氰酸酯作为一类无醛胶黏剂具有反应性强、固化快、耐水性好等优点；但成本较高、热压时易粘板(需要使用脱模剂)、容易造成单板透胶等问题限制了它的应用。异氰酸酯一般不直接用于胶合板的制造。

生物油是指将生物质原料(木本植物、禾本植物和藤本植物及其加工剩余物和废弃物等)在隔绝氧气的条件下快速加热裂解，将产物冷凝后收集的液体混合物。生物油具有原料可再生、资源丰富、运输方便、能量密度高等特点，是一种潜在的液体燃料和化工原料，尤其是其中含有的酚类和羟基化合物，可用于木材加工行业中酚醛树脂的制造。但采用生物油制造的改性酚醛树脂仍存在固化速度慢、贮存稳定较差等问题，尚未得到广泛应用，而且甲醛仍然是其中主要合成反应原料之一，这种树脂不能称为真正意义上的无醛胶黏剂。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种人造板用生物基无醛胶黏剂及其制备方法。本发明的生物基无醛胶黏剂不添加甲醛等有害物质，胶接人造板无甲醛释放，绿色环保；而且其耐水胶接性能优异，有效解决了聚氨酯类胶黏剂耐水性普遍不高的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种生物基无醛胶黏剂，由以下重量份的原料制成：

生物油500-800份、异氰酸酯300-500份、植物多元醇200-300份、催化促进剂1-2份。

优选的，所述生物油由如下方法制备而成：

将生物质原料预处理后，热解生成固、液、气三相产物，将气相产物冷凝并和液相产物收集在一起，得到粗生物油；将粗生物油进行精制，得到生物油。

更优选的，所述生物质原料选自木本植物、禾本植物和藤本植物中的一种或多种；或者木本植物、禾本植物和藤本植物的加工剩余物或废弃物。

更优选的，所述预处理具体为：将生物质原料研磨成直径为1-3mm、长度为10-20mm的生物质颗粒，干燥至含水率为8.0％-10.0％；将生物质颗粒用浓度为1.0％-2.0％的稀酸浸泡处理，处理温度为70-80℃，处理时间为1.5-2h；稀酸浸泡处理后将生物质颗粒洗涤至滤液为中性，再干燥至含水率为8.0％-10.0％。

所述稀酸为稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸和稀磷酸中的一种或多种；