[发明专利]一种水性环氧树脂交联的无醛胶黏剂及制备方法及应用

说明书

本发明属于木材用无醛胶粘剂技术领域，本发明提供了一种水性环氧树脂交联的无醛胶黏剂及制备方法及应用，该无醛胶粘剂以大豆蛋白为主要成分，用交联剂、增塑剂和碱性化合物对其进行改性。所述交联剂含量为大豆蛋白重量的0‑50%，所述增塑剂含量为大豆蛋白重量的0‑50%，所述碱性化合物含量为大豆蛋白重量的25%，所述水含量为大豆蛋白重量的15倍。该无醛胶粘剂采用大豆蛋白作为基材，用交联剂、增塑剂和碱性化合物对其综合改性，从而提高大豆蛋白胶粘剂的胶粘强度和耐水性。

技术领域

本发明属于木材用无醛胶粘剂技术领域，具体涉及一种水性环氧树脂交联的无醛胶黏剂及制备方法及应用。

背景技术

近些年来，人造板工业的迅速发展，木材胶黏剂消耗量巨大，目前人造板用胶黏剂主要有脲醛树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂、三聚氰胺-甲醛树脂胶黏剂、热塑性树脂胶黏剂和聚氨酯类胶黏剂，其中，甲醛系胶黏剂消耗量约为87％。作为木材工业用量最大的合成树脂胶黏剂，脲醛树脂胶黏剂具有原料来源丰富、生产成本低廉、固化速度快、胶接性能优良等优点，但也存在释放游离甲醛、污染环境、对人类身体健康有危害等不足。酚醛树脂胶黏剂在木材工业中的消耗量仅次于脲醛树脂胶黏剂，酚醛树脂胶黏剂具有强度高、耐水性强及化学稳定性好等优点，存在毒性大、固化温度高、固化速度慢等问题。三聚氰胺-甲醛(MF)树脂胶粘剂因其具有耐热性好、胶接强度大等优点，已广泛应用于浸渍纸生产、刨花板及胶合板等生产，但三聚氰胺-甲醛树脂胶黏剂生产成本高、柔韧性差、难以稳定地贮存，需要进一步改性。人造板用胶黏剂以“醛类”树脂胶黏剂为主导，存在人居环境甲醛污染、消耗化石资源等问题。

随着人们环保意识的提高、石油等不可再生资源日益减少以及可持续发展等的要求，来源广、环保、可再生的生物基胶粘剂越来越受到人们的关注，包括蛋白质基胶黏剂、木质素基胶黏剂、淀粉基胶黏剂、单宁基胶黏剂等，其中，以大豆蛋白胶粘剂发展最为迅猛。

在木材行业中大豆蛋白胶粘剂已经有很长的应用历史，但由于其耐水性能差，后来被醛类树脂胶粘剂代替。近些年来，醛类树脂甲醛污染、不可再生资源的减少等问题，以及可再生物质资源的开发利用、可持续发展策略的提出等要求人们在生产复合材料时使用生态友好型胶粘剂，大豆蛋白胶粘剂因为来源广、易降解、无污染等优点，再次成为人们研究的热点。

大豆蛋白胶粘剂显示出巨大的发展潜力，但未改性的大豆蛋白胶粘剂存在胶接强度低、耐水性差等问题制约了其应用，需要对其进行物理改性、化学改性和仿生改性等，以满足不同应用领域的需求。

发明内容

本发明克服了现有技术中大豆蛋白胶粘剂存在胶接强度低、耐水性差等问题，提供一种水性环氧树脂交联的无醛胶及制备方法及应用，提高了大豆蛋白胶粘剂的胶接强度和耐水性。

本发明提供一种水性环氧树脂交联的无醛胶黏剂，由以下原料：大豆蛋白，交联剂，增塑剂，碱性化合物和水组成；

其中，交联剂含量为大豆蛋白重量的0-50％，增塑剂含量为大豆蛋白重量的0-50％，碱性化合物含量为大豆蛋白重量的25％，所述水含量为大豆蛋白重量的15倍。

作为优选，所述碱性化合物为1mol/L的氢氧化钠溶液。

作为优选，所述增塑剂为甘油。

作为优选，所述交联剂为甘油环氧树脂。

本发明还提供一种水性环氧树脂交联的无醛胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

1)按照上述任意一项所述的一种水性环氧树脂交联的无醛胶黏剂中的质量配比，称量各组分原料；

2)将大豆蛋白、碱性化合物、增塑剂和交联剂依次加入水中搅拌均匀，并置入水浴锅中加热至50-60℃，时间为1.5-2h；