CN107892888A - 一种高韧性木材胶黏剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高韧性木材胶黏剂,包括以下按重量百分比计的原料:聚醋酸乙烯乳液65~75%,改性PVA3‑5%,端羟基聚丁二烯5‑10%,去离子水10~20%,助剂0.5~2%,交联剂A0.5~1%,交联剂B3~6%;本发明还公开了上述高韧性木材胶黏剂的制备方法。本发明的木材胶黏剂稳定性好,固化速度快,施工方便,生产效率高,固化后兼具优异的韧性、较高的压缩剪切强度及良好的耐融冻性和耐水性。
Description
技术领域
本发明涉及一种木材胶黏剂,尤其涉及一种高韧性木材胶黏剂及其制备方法。
背景技术
我国木质材料供应随着木材原料市场的变化,已由传统的实木为主转向以胶接木质材料为主。传统的木材胶黏剂以脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂等廉价的醛类胶黏剂为主导,对木材含水率要求非常严格,而且使用时会产生有毒的甲醛,对人体健康和自然环境造成危害。随着人们室内环境安全与环保意识的提高,工业用无醛木材胶黏剂越来越受到重视。
目前研究与应用较多的工业用无醛木材胶黏剂主要有淀粉胶黏剂、大豆蛋白胶黏剂、水性高分子-异氰酸酯胶黏剂。其中,前二者使用方便、原料来源丰富、价格低廉、无毒环保,但存在胶接强度低、初黏性差、易霉变、耐热及耐腐蚀性能差等缺陷,尤其存在耐水性差的问题,单独使用难以达到使用要求。比较而言,水性高分子-异氰酸酯胶黏剂不含甲醛,对原材料的含水率要求较宽松,而且施工方便、粘接强度高、性能可调,虽然目前占据的市场份额较少,但随着人们环保意识与健康意识的增强,环保、可持续发展的新型木材胶黏剂将会越来越受到重视。
水性高分子-异氰酸酯胶黏剂以水溶性高分子(PVA乳液)、乳液(丁苯胶乳、聚丙烯酸酯、EVA、PVAc等)为主要成份,以多官能团的异氰酸酯化合物为交联剂,二者聚合产生三维交联结构,使耐水性大幅度提高,然而异氰酸酯反应活性高,存在适用期短的问题,改性异氰酸酯交联剂能延长其适用期,但是反应速度慢,且难以做到强度与韧性的均衡。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明的目的是提供一种高韧性木材胶黏剂及其制备方法。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种高韧性木材胶黏剂,包括以下按重量百分比计的原料:
聚醋酸乙烯乳液 65~75%,
改性PVA 3-5%,
端羟基聚丁二烯 5-10%,
去离子水 10~20%,
助剂 0.5~2%,
交联剂A 0.5~1%,
交联剂B 3~6%。
优选地,所述聚醋酸乙烯乳液的固含量为50%-60%。
优选地,所述改性PVA为聚乙烯醇缩丁醛。
优选地,所述端羟基聚丁二烯的分子量为2000-3500,官能度为2-2.5。
优选地,所述助剂包括消泡剂、防腐剂、触变剂中的至少一种,进一步优选地,所述消泡剂为矿物油,防腐剂为苯并唑啉酮类,触变剂为气相二氧化硅或有机膨润土。
优选地,所述交联剂A为多亚甲基苯基异氰酸酯,交联剂B为多亚甲基多苯基异氰酸酯,采用这两种活性不同的异氰酸酯交联剂复配可以增强胶接强度,延长胶液适用期。
进一步优选地,所述高韧性木材胶黏剂包括以下按重量百分比计的原料:
聚醋酸乙烯乳液 65~75%,
改性PVA 3-5%,
端羟基聚丁二烯 5-10%,
去离子水 10~20%,
消泡剂 0.2~0.5%,
防腐剂 0.2~0.5%,
触变剂 0.5~1%,
交联剂A 0.5~1%,
交联剂B 3~6%。
一种制备上述高韧性木材胶黏剂的方法,包括以下步骤:
(1)按重量比称取原料,将去离子水加入反应釜,在100-300r/min的搅拌速率下缓慢加入部分助剂、端羟基聚丁二烯、改性PVA;
(2)保持搅拌速率不变,将温度升至70-90℃,缓慢加入交联剂A,而后恒温恒速搅拌1-3h,再降温至50-70℃,加入聚醋酸乙烯乳液,在200-500r/min的搅拌速率下搅拌20-50min;
(3)在步骤(1)的转速下将交联剂B缓慢加入步骤(2)制得的混合物中,搅拌1-3h,再加入余下的助剂,在500-1000r/min的搅拌速率下搅拌40-90min;
(4)取样检测,过滤,出料包装。
本发明的有益效果:
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
(1)本发明的改性PVA羟基含量较PVA少,在提高胶黏剂稳定性的同时能进一步改善耐水性,同时羟基含量的减少使其与水分子的氢键作用降低,因而稠度增加幅度降低,减少了消泡剂的用量;本发明的端羟基聚丁二烯不含醚或酯键,耐水解性好,同时韧性优异,与固化剂反应活性高,可明显改善韧性;
(2)本发明采用两种固化剂复配,并与端羟基聚丁二烯配合使用,产品稳定性好,能在短时间内达到定位粘接强度,生产效率高;
(3)本发明的木材胶黏剂交联度可控,固化后兼具优异的韧性、较高的压缩剪切强度及良好的耐融冻性能,且为单组分,不需要现场混胶,施工方便。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
以上原料均为商购得到,其中改性PVA为聚乙烯醇缩丁醛,消泡剂为矿物油,防腐剂为苯并唑啉酮类,触变剂为气相二氧化硅,交联剂A为多亚甲基苯基异氰酸酯,交联剂B为多亚甲基多苯基异氰酸酯。
按以上重量比称取原料,将去离子水加入反应釜,在100r/min的搅拌速率下缓慢加入消泡剂、端羟基聚丁二烯、改性PVA,保持搅拌速率不变,将温度升至80℃,缓慢加入交联剂A,而后恒温恒速搅拌2h,再降温至60℃,加入聚醋酸乙烯乳液,在500r/min的搅拌速率下搅拌30min,缓慢加入交联剂B,搅拌2h,再加入触变剂、防腐剂,在800r/min的搅拌速率下搅拌1h,取样检测,过滤,出料包装。
Claims (8)
1.一种高韧性木材胶黏剂,其特征在于,包括以下按重量百分比计的原料:
聚醋酸乙烯乳液 65~75%,
改性PVA 3-5%,
端羟基聚丁二烯 5-10%,
去离子水 10~20%,
助剂 0.5~2%,
交联剂A 0.5~1%,
交联剂B 3~6%。
2.根据权利要求1所述的高韧性木材胶黏剂,其特征在于,所述聚醋酸乙烯乳液的固含量为50%-60%。
3.根据权利要求1所述的高韧性木材胶黏剂,其特征在于,所述改性PVA为聚乙烯醇缩丁醛。
4.根据权利要求1所述的的高韧性木材胶黏剂,其特征在于,所述端羟基聚丁二烯的分子量为2000-3500,官能度为2-2.5。
5.根据权利要求1所述的高韧性木材胶黏剂,其特征在于,所述助剂包括消泡剂、防腐剂、触变剂中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的高韧性木材胶黏剂,其特征在于,所述消泡剂为矿物油,防腐剂为苯并唑啉酮类,触变剂为气相二氧化硅或有机膨润土。
7.根据权利要求1所述的高韧性木材胶黏剂,其特征在于,所述交联剂A为多亚甲基苯基异氰酸酯,交联剂B为多亚甲基多苯基异氰酸酯。
8.一种制备权利要求1-7任一项所述的高韧性木材胶黏剂的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)按重量比称取原料,将去离子水加入反应釜,在100-300r/min的搅拌速率下缓慢加入部分助剂、端羟基聚丁二烯、改性PVA;
(2)保持搅拌速率不变,将温度升至70-90℃,缓慢加入交联剂A,而后恒温恒速搅拌1-3h,再降温至50-70℃,加入聚醋酸乙烯乳液,在200-500r/min的搅拌速率下搅拌20-50min;
(3)在步骤(1)的转速下将交联剂B缓慢加入步骤(2)制得的混合物中,搅拌1-3h,再加入余下的助剂,在500-1000r/min的搅拌速率下搅拌40-90min;
(4)取样检测,过滤,出料包装。
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