[发明专利]一种胶黏剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及胶黏剂技术领域，尤其涉及一种胶黏剂及其制备方法和应用。本发明提供了一种胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：将交联剂、糖类物质和水混合，进行均相反应，得到胶黏剂；所述交联剂包括多元酸和/或酸酐类物质；所述糖类物质以葡萄糖为结构单元。本发明所述的制备方法以多元酸和/或酸酐类物质作为交联剂对糖类物质进行交联改性，通过酯化反应相互连接形成三维交联结构的大分子酯化糖基构成的胶黏剂；然后将所述胶黏剂应用到板材中后，由于板材需要进行热加工，所述热加工使所述胶黏剂结构进一步聚合形成稳定的胶层，以有效提高了胶黏剂的结合强度和耐水性。且所述制备方法简单，成本低廉，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及胶黏剂技术领域，尤其涉及一种胶黏剂及其制备方法和应用。

背景技术

人造板作为提高木材利用率的重要途径，在现有工艺条件下，主要是以木材或木质纤维为原料，加工成一定单元后，在胶黏剂和其它添加剂作用下热压而成的一种木质制品。全球每年人造板产量超过5×10⁸立方米。其中，胶黏剂在人造板生产过程中，起着至关重要的作用。传统人造板胶黏剂以甲醛系胶黏剂(酚醛树脂、脲醛树脂以及三聚氰胺甲醛树脂)为主，这类胶黏剂无法满足可再生与环保的要求，在生产和使用过程中还会有大量有害的可挥发性有机物(如甲醛)的释放，造成严重的环境问题，危害人类健康。为了解决上述问题，以淀粉、植物蛋白和单宁等天然产物为原料的环保型胶黏剂受到研究者的广泛关注。

以葡萄糖为基本结构单元的糖类物质(如纤维素、淀粉、蔗糖和葡萄糖)具有价格低廉、储量巨大且可再生、可降解以及安全无毒等优点。常见的，将糊化后的淀粉作为胶黏剂的应用已有悠久的历史，其主要的粘结机理是淀粉分子链上的羟基之间形成氢键，构成交互网络结构以此达到粘结目的。但是，淀粉中含有大量的亲水性羟基，基团之间形成的氢键稳定性不佳，遇水后起主要胶结作用的分子间氢键断裂，导致耐水性变差。其余的以葡萄糖为基本结构单元的糖类物质因为羟基数量较多，也存在与淀粉胶黏剂一样耐水性差，进而导致结合强度低的问题。

目前，为解决上述耐水性差的问题，主要是采用生物(主要为生物降解)、化学(氧化、接枝、酸解和交联)和物理改性的方法。其中，化学方法最为常用，以淀粉为例，淀粉的酸解通常是解决其低反应活性最有效的方式，将淀粉大分子降解成分子量更小的物质(如水解淀粉或葡萄糖)，便于进一步的改性或施胶；但是上述化学方法都存在工艺复杂的共性问题，而且所使用的改性剂多含有毒性(如环氧氯丙烷、异氰酸酯等)，不利于生产和使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种胶黏剂及其制备方法和应用，所述胶黏剂的制备方法简单，安全无毒，且制备得到的胶黏剂耐水性好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

将交联剂、糖类物质和水混合，进行均相反应，得到胶黏剂；

所述交联剂包括多元酸和/或酸酐类物质；

所述糖类物质以葡萄糖为结构单元。

优选的，所述交联剂和糖类物质的质量比为(0～3)：1；

且所述交联剂的用量不为0。

优选的，所述糖类物质和水的质量比为1：(0～5)。

优选的，所述多元酸为顺丁烯二酸、磷酸、磷酸三乙酯、乙二酸、丙二酸、丙酸乙酯、丁二酸、柠檬酸、衣康酸和柠康酸中的一种或几种。

优选的，所述酸酐类物质为顺丁烯二酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐、琥珀酸酐和十二烷基琥珀酸酐中的一种或几种。

优选的，所述糖类物质为葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素中的一种或几种。

优选的，所述均相反应的温度为60～140℃，时间≥0.5h。