[发明专利]一种高温快速固化的淀粉基刨花板胶黏剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高温快速固化的淀粉基刨花板胶黏剂及其制备方法，属于胶粘剂制备技术领域。本发明选用了一种在反应过程不会发生自交联的交联单体来保证淀粉胶黏剂的低粘度，而在使用前加入与交联单体配套的二元交联剂，与交联单体在高温下发生快速交联来保证较好的热固性以及耐水性，同时保证了淀粉胶黏剂较快的固化速度，满足刨花板胶黏剂的需求，解决了以往淀粉胶黏剂高温下固化时间长的问题，进一步降低了淀粉胶黏剂的固化时间，降低至60s左右，提高了刨花板的生产效率。制备的刨花板各项性能均符合GB/T4897‑2015刨花板的性能要求，可在20℃水中浸泡2h不崩解，且吸水厚度膨胀率在7％，耐水性较好，能广泛应用于刨花板、胶合板、纤维板、木块的热压粘接。

技术领域

本发明涉及一种高温快速固化的淀粉基刨花板胶黏剂及其制备方法，属于胶黏剂制备技术领域。

背景技术

近年来，随着中国经济的快速发展，城镇建筑和室内外装饰装修行业发展迅速，推动了我国人造板行业的快速增长和扩张，2018年我国人造板的产量已超过世界上其他国家人造板产量总和，随之而来的则是胶黏剂行业的迅猛发展。市面上绝大多数人造板使用的传统胶黏剂主要是酚醛胶、脲醛胶和三聚氰胺甲醛胶，价格便宜，但污染和健康安全隐患较为严重，制备过程和所制得的人造板都存在游离甲醛释放，导致环境污染并危害公众健康。因此，有必要开发一种环境友好、耐水性能好、粘接性能好的天然资源胶粘剂。

淀粉是一种天然可降解、环保可再生的物质，具有来源广泛、价格低廉、无毒无污染等特点。相较于市面上常见的胶黏剂而言，使用淀粉取代石油基单体，对环境友好的同时也能够大幅降低成本。因此，淀粉基木材胶黏剂在未来具有很大发展潜力。目前，市面上常见的人造板都是通过热压而成，而刨花板是人造板中不可或缺的一类。刨花板热压过程时间短、温度高，需要胶黏剂能耐高温同时能在高温下快速固化，同时需要胶黏剂粘度较低且具有一定的耐水性，而传统的淀粉胶黏剂粘度高、不耐高温、缺少热固性且耐水性差。针对上述刨花板胶黏剂的要求，本研究团队之前制备了具有热固性的低黏度淀粉基胶黏剂，且在耐水性、干强度等方面做到了较大的提升，但存在固化时间长，固化效率低等问题，还难以推动淀粉基胶黏剂的更广泛的应用。

发明内容

[技术问题]

以往制备的淀粉胶黏剂在热压过程中由于固化时间长，固化效率差等问题导致刨花板的热压时间长，生产效率低，不能满足现代刨花板制备需求。

[技术方案]

为解决上述问题，本发明提供了一种在高温能快速固化的淀粉基刨花板胶黏剂及其制备方法，本发明选用了一种在反应过程不会发生自交联的交联单体来保证淀粉胶黏剂的低粘度，而在使用前加入与交联单体配套的二元交联剂，与交联单体在高温下能发生快速交联来保证较好的热固性以及耐水性，同时保证了淀粉胶黏剂较快的固化速度，满足刨花板胶黏剂的需求。本发明对酸解时间、引发剂添加量、交联单体添加量、反应温度三个关键步骤的控制进行了大量的研究，使得制备的胶黏剂在保持低黏度的同时，加入二元交联剂后在热压时能快速固化，大大缩短了热压时间，在保证了耐水性以及热固性的前提下，提高了刨花板的生产效率。用本发明制备的胶黏剂压制的刨花板的各项性能均能达到国标GB/T 4897-2015刨花板中的P2型刨花板的性能要求，与之前的研究相比，将淀粉胶黏剂的固化时间降低至70s以内。

本发明在关键控制点方面，针对如下控制点进行精准控制：

①酸解时间，酸解时间不低于2h。酸解时间过短，酸解效果较差导致淀粉胶黏剂粘度过高，不适用于刨花板；酸解时间过长，淀粉过度崩解导致单体接枝效率低，直接影响耐水性以及热固性。

②引发剂添加量不得低于淀粉用量的5％，溶于稀硝酸能提高引发效率，引发剂的添加量过少会导致接枝效果变差，延长热固时间，同时分批添加引发剂的效果更佳。

③交联单体添加量不低于淀粉用量的10％。交联单体的添加量过少直接导致淀粉胶黏剂粘结强度以及耐水性的降低。