[发明专利]一种矿物纤维增强地质聚合物基木材胶黏剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种矿物纤维增强地质聚合物基木材胶黏剂的制备方法，该发明方法拟采用生产能耗低、综合性能优于硅酸盐水泥的偏高岭土，通过矿物纤维对地质聚合物基体进行增韧改性后，制成一种环保高性能地质聚合物基木材胶黏剂。本发明的制备方法主要通过纤维分散、纤维表面改性以及对地质聚合物基体进行增强增韧三个步骤有效地解决纤维团聚以及地质聚合物作为木材无机胶与木材胶接界面相容性差的问题。该制备方法制得的地质聚合物基木材胶黏剂自身具有优良的力学性能、耐酸碱性、耐水性等优点，无甲醛释放，绿色环保，对于在木材胶黏剂领域的开发和应用具有很大的工业化价值。

技术领域

本发明涉及木材无机胶黏剂领域，具体涉及一种矿物纤维增强地质聚合物基木材胶黏剂的制备方法。

背景技术

与传统的木材有机胶黏剂比较，木材无机胶黏剂具有环保绿色、无游离甲醛释放、耐燃等优点。其中在木材无机胶黏剂领域中，目前使用的较为广泛的是普通硅酸盐水泥，与传统的硅酸盐水泥对比，地质聚合物原材料取材于天然固体废弃物，并且在其生产过程中没有产生粉尘和二氧化碳，符合提倡开发绿色环保、环境友好型材料的行业理念，具有较大的社会效益。

地质聚合物是以无机铝硅酸盐为原料在碱激发剂条件下溶解、分散、重组反应而成的具有三维空间网络结构的半结晶型或者无定型的无机胶凝聚合物。在一般条件下，地质聚合物聚合反应的生成物是一种无定形的硅铝酸盐化合物，在较高的温度下，可生成类沸石型的微晶结构。因此，地质聚合物同时具备有机高分子的键接结构和无机物的特点，表现出许多优异性能。在常温下聚合而成的地质聚合物，不存在硅酸钙的水化反应，其最终产物以离子键和共价键为主，而普通的硅酸盐水泥以范德华键及氢键为主，因此地质聚合物的性能类似于沸石并优于传统水泥，具有更加优异的耐酸碱性、尺寸稳定性、耐久性等优点。

但是和普通硅酸盐水泥一样，目前地质聚合物存在着脆性大、韧性差等问题，未经改性的纯地质聚合物抗弯强度低，延伸率小。作为无机聚合物，应用于木材胶接领域中还存在着界面相容性差的问题。因此如何提高地质聚合物的韧性和强度，实现地质聚合物基体的增强增韧，实现与木材胶接强界面的构建是地质聚合物基无机胶黏剂广泛应用于木材领域急需解决的关键性问题。基于目前存在的问题，国内外相关学者纷纷对地质聚合物增强增韧进行了研究。

公布号为CN101570425的中国发明专利公开了一种有机纤维增强的无机地质聚合物复合凝胶材料及其制备方法，此发明以聚丙烯纤维作为增强材料，可提高对硅酸钠激发磷渣基体的增韧，该发明结果显示，改性后复合材抗压强度相比未处理材的增强幅度达20％左右。公布号为CN101182152的中国发明专利公开了一种无机纤维增强无机聚合物复合材料的制备方法，该发明以短切碳纤维作为改性剂，以偏高岭土、氢氧化钾溶液和去离子水为制备地质聚合物的主要原料，该发明虽然能有效解决地质聚合物脆性大韧性差的问题，但存在与木质原料界面相容性差的问题，致使现有的地质聚合物难以实现与木材的高强度胶接。

若能有效地解决目前所存在的技术难题，制备出性能优异的地质聚合物基木材胶黏剂，对于一直在追求无醛环保的木材胶黏剂领域而言具有重要的行业价值。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：首先是使用纤维分散剂分离纤维，解决纤维团聚问题，其次是纤维表面的刻蚀和活化，最后再通过基体原料和改性后的矿物纤维在碱激发剂中形成高强度的地质聚合物基胶黏剂。

其中，所述的基体原料选自高岭土，矿渣，粉煤灰，赤泥，硅粉，稻壳灰的一种或者两种以上混合物，优选偏高岭土，粒度为100-2000目。

所述的碱激发剂由液体硅酸钠和强碱溶液制成，所述强碱溶液选自NaOH溶液、KOH溶液的一种，优选NaOH溶液。其中硅酸钠与强碱溶液的质量比为5:1-8:1，碱激发剂中液体硅酸钠模数为1-4，优选为1.3-2.5；强碱溶液浓度为1-20mol/L，优选为8-15mol/L。