CN107384247A - 一种基于酯化改性木薯淀粉的木材胶黏剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于酯化改性木薯淀粉的木材胶黏剂及其制备方法，其特征在于，将酯化剂顺丁烯二酸酐、氧氧化钠混合，溶于蒸馏水中，得A液；将木薯淀粉粉碎，用A液对其进行喷雾处理，混合均匀，升温反应，过滤、醇洗，在烘箱中烘干，得酯化改性木薯淀粉；将聚乙烯醇溶液水浴加热，加硼砂溶液反应后，与尿素、双氧水、硫酸亚铁混合反应，加磷酸三丁酯，搅拌得疏水改性聚乙烯醇胶液；将石蜡水浴加热熔化，加吐温60、司盘60，搅拌均匀，加甲基丙烯酸甲酯、过硫酸钾，乳化反应，过滤得复合乳液防水剂；将酯化改性木薯淀粉、疏水改性聚乙烯醇胶液、复合乳液防水剂与苯丙乳液、引发剂过硫酸铵混合，搅拌，静置脱泡，得到一种木材胶黏剂。
Description
技术领域
本发明涉及胶黏剂领域，具体涉及一种基于酯化改性木薯淀粉的木材胶黏剂及其制备方法。
背景技术
粉煤灰纤维是粉煤灰通过熔融甩丝成纤工艺生产出来的超细无机矿物纤维，目前国内外对于粉煤灰纤维的研究和生产仍处于起步阶段，大部分研究依然停留在纤维抄纸以及纤维板制备等方面。
王程远在其硕士学位论文《粉煤灰纤维板的制备及防水性能研究》中，采用湿法制板工艺利用粉煤灰纤维制备板材，将粉煤灰纤维通过水利搅拌方法进行松解除渣处理，研究了胶粘剂聚乙烯醇、粉煤灰纤维浆料搅拌分散时间、粉煤灰纤维浓度、添加剂等因素对粉煤灰纤维板力学性能的影响，通过改性粉煤灰纤维、改性胶粘剂以及使用防水涂层来提高粉煤灰纤维板的防水性能。但是存在综合性能、防水性能不足。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种聚乙烯醇-石蜡乳液复合改性的防水型粉煤灰纤维板及其制备方法，依照该工艺制备的纤维板具备良好的综合性能和防水性能。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种基于酯化改性木薯淀粉的木材胶黏剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
a. 将4-7重量份酯化剂顺丁烯二酸酐、1-2重量份氧氧化钠混合，1:5-10溶于蒸馏水中，得A液；将20-30重量份木薯淀粉放入粉碎机中粉碎，用A液对其进行喷雾处理，混合均匀，放入40-50℃烘箱内烘至水分含量为5-10%，升温至90-110℃反应时间3-4h，降至室温，过滤、醇洗3-5次，在50-60℃烘箱中烘干，过80-100目筛，得酯化改性木薯淀粉；
b. 将聚乙烯醇溶液水浴加热至70-80℃，搅拌下加入6-9重量份硼砂溶液，恒温搅拌反应1-2h后，与3-5重量份尿素、1-2重量份双氧水混合，搅拌均匀，用1-2mol/L的HCl调pH为5-6，加1-3重量份硫酸亚铁，保温50-60℃搅拌反应30-50min，滴加1-2重量份磷酸三丁酯，搅拌均匀，冷却至室温，调pH为中性，得疏水改性聚乙烯醇胶液；
c. 将6-10重量份石蜡在85-95℃下水浴加热，搅拌熔化，缓慢加2-3重量份吐温60、1-2重量份司盘60，搅拌均匀，1:3-5加蒸馏水，继续恒温搅拌1-2h，加5-8重量份甲基丙烯酸甲酯、0.1-0.2重量份过硫酸钾，在70-80℃搅拌乳化反应3-4h，冷却至室温，用100-200目筛网过滤出料，得复合乳液防水剂；
d. 将a、b、c中所得物料与6-11重量份苯丙乳液、1-2重量份引发剂过硫酸钾混合，室温下充分搅拌，静置脱泡，得到一种木材胶黏剂。
其中，步骤b中所述聚乙烯醇溶液是向50-60重量份聚乙烯醇中加入蒸馏水，升温至90-100℃水浴加热搅拌1-2h，得质量分数为8-10%的溶液；硼砂溶液浓度为3-5%。步骤c中所述乳化反应搅拌速度为1000-1100rpm。步骤d中所述苯丙乳液固含量为40-45%。
本发明的反应机理及有益效果如下：
顺丁烯二酸酐与木薯淀粉发生酯化反应，使木薯淀粉颗粒变小、比表面积增大、疏水性能变好；以聚乙烯醇(PVA)为胶粘剂，无毒害，但其耐水性差，先用硼砂对聚乙烯醇进行改性，两者之间发生交联反应，提高PVA的耐水性；再用氧化剂双氧水、催化剂硫酸亚铁、尿素对其进行氧化降解和疏水改性，以降低胶的粘度，提高其固含量和耐水性，得到疏水性能好且综合性能好的PVA胶液，对木材的疏水改性效果好；以司盘60为乳化剂，以过硫酸钾为引发剂，以甲基丙烯酸甲酯为单体，与石蜡乳液进行乳液聚合，得复合乳液防水剂，将其用于改善木材的吸水性和尺寸稳定性。将改性PVA胶与改性淀粉、复合乳液防水剂、苯丙乳液、引发剂过硫酸钾共混复配得到木材胶黏剂。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例
一种基于酯化改性木薯淀粉的木材胶黏剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
a. 将4kg酯化剂顺丁烯二酸酐、1kg氧氧化钠混合，1:5溶于蒸馏水中，得A液；将20kg木薯淀粉放入粉碎机中粉碎，用A液对其进行喷雾处理，混合均匀，放入40-50℃烘箱内烘至水分含量为5-10%，升温至90-110℃反应时间3h，降至室温，过滤、醇洗3次，在50-60℃烘箱中烘干，过80目筛，得酯化改性木薯淀粉；
b. 将聚乙烯醇溶液水浴加热至70-80℃，搅拌下加入6kg硼砂溶液，恒温搅拌反应1-2h后，与3kg尿素、1kg双氧水混合，搅拌均匀，用1mol/L的HCl调pH为5-6，加1kg硫酸亚铁，保温50-60℃搅拌反应40min，滴加1kg磷酸三丁酯，搅拌均匀，冷却至室温，调pH为中性，得疏水改性聚乙烯醇胶液；
c. 将6kg石蜡在85-95℃下水浴加热，搅拌熔化，缓慢加2kg吐温60、1kg司盘60，搅拌均匀，1:5加蒸馏水，继续恒温搅拌1h，加5kg甲基丙烯酸甲酯、0.1kg过硫酸钾，在70-80℃搅拌乳化反应3h，冷却至室温，用100目筛网过滤出料，得复合乳液防水剂；
d. 将a、b、c中所得物料与8kg苯丙乳液、1kg引发剂过硫酸钾混合，室温下充分搅拌，静置脱泡，得到一种木材胶黏剂。
其中，步骤b中所述聚乙烯醇溶液是向50kg聚乙烯醇中加入蒸馏水，升温至90-100℃水浴加热搅拌1h，得质量分数为10%的溶液；硼砂溶液浓度为4%。步骤c中所述乳化反应搅拌速度为1000rpm。步骤d中所述苯丙乳液固含量为45%。
Claims (5)
1.一种基于酯化改性木薯淀粉的木材胶黏剂的制备方法，其特征在于：
将酯化剂顺丁烯二酸酐、氧氧化钠混合，溶于蒸馏水中，得A液；将木薯淀粉粉碎，用A液对其进行喷雾处理，升温反应，得酯化改性木薯淀粉；将聚乙烯醇溶液水浴加热，加硼砂溶液反应后，与尿素、双氧水、硫酸亚铁混合反应，加磷酸三丁酯，搅拌得疏水改性聚乙烯醇胶液；将石蜡水浴加热熔化，加吐温60、司盘60，搅拌均匀，加甲基丙烯酸甲酯、过硫酸钾，乳化反应，过滤得复合乳液防水剂；将酯化改性木薯淀粉、疏水改性聚乙烯醇胶液、复合乳液防水剂与苯丙乳液、引发剂过硫酸铵混合，搅拌，静置脱泡，得到一种木材胶黏剂。
2.一种基于酯化改性木薯淀粉的木材胶黏剂的制备方法，其特征在于：
a. 将4-7重量份酯化剂顺丁烯二酸酐、1-2重量份氧氧化钠混合，1:5-10溶于蒸馏水中，得A液；将20-30重量份木薯淀粉放入粉碎机中粉碎，用A液对其进行喷雾处理，混合均匀，放入40-50℃烘箱内烘至水分含量为5-10%，升温至90-110℃反应时间3-4h，降至室温，过滤、醇洗3-5次，在50-60℃烘箱中烘干，过80-100目筛，得酯化改性木薯淀粉；
b. 将聚乙烯醇溶液水浴加热至70-80℃，搅拌下加入6-9重量份硼砂溶液，恒温搅拌反应1-2h后，与3-5重量份尿素、1-2重量份双氧水混合，搅拌均匀，用1-2mol/L的HCl调pH为5-6，加1-3重量份硫酸亚铁，保温50-60℃搅拌反应30-50min，滴加1-2重量份磷酸三丁酯，搅拌均匀，冷却至室温，调pH为中性，得疏水改性聚乙烯醇胶液；
c. 将6-10重量份石蜡在85-95℃下水浴加热，搅拌熔化，缓慢加2-3重量份吐温60、1-2重量份司盘60，搅拌均匀，1:3-5加蒸馏水，继续恒温搅拌1-2h，加5-8重量份甲基丙烯酸甲酯、0.1-0.2重量份过硫酸钾，在70-80℃搅拌乳化反应3-4h，冷却至室温，用100-200目筛网过滤出料，得复合乳液防水剂；
d. 将a、b、c中所得物料与6-11重量份苯丙乳液、1-2重量份引发剂过硫酸钾混合，室温下充分搅拌，静置脱泡，得到一种木材胶黏剂。
3.根据权利要求2所述的一种基于酯化改性木薯淀粉的木材胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤b中所述聚乙烯醇溶液是向50-60重量份聚乙烯醇中加入蒸馏水，升温至90-100℃水浴加热搅拌1-2h，得质量分数为8-10%的溶液；硼砂溶液浓度为3-5%。
4.根据权利要求2所述的一种基于酯化改性木薯淀粉的木材胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤c中所述乳化反应搅拌速度为1000-1100rpm。
5.根据权利要求2所述的一种基于酯化改性木薯淀粉的木材胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤d中所述苯丙乳液固含量为40-45%。
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