一种新型木材粘合剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于新材料技术领域，具体涉及一种新型木材粘合剂及其制备方法。本发明专利技术的新型木材粘合剂，由主剂和交联剂组成，主剂包括以下重量份的原料：聚醚多元醇12‑16份、硅溶胶20‑25份、聚乙烯醇8‑12份、丙二醇0.2‑0.4份、聚合二苯基甲烷二异氰酸酯4‑6份、聚丙烯酰胺0.04‑0.06份、二月桂酸二丁基锡0.12‑0.16份、表面活性剂0.05‑0.2份、消泡剂0.05‑0.15份、防腐剂0.1‑0.2份、填料8‑15份和水50‑65份；交联剂由以下重量份的原料组成：植物油6‑8份、多元醇苯甲酸酯20‑30份和异氰酸酯65‑75份。本发明专利技术的新型木材粘合剂以甘油为起始剂制备得到聚醚多元醇，以此聚醚多元醇为原料制备的新型木材粘合剂具有粘结强度高、固化时间短、耐水耐候性好且环保的特点，具有大规模推广的价值。

A New Wood Adhesive and Its Preparation Method

The invention belongs to the technical field of new materials, in particular to a new wood adhesive and a preparation method thereof. The new wood binder of the invention consists of a main agent and a cross-linking agent. The main agent comprises the following raw materials: polyether polyols 12_16, silica sol 20_25, polyvinyl alcohol 8_12, propylene glycol 0.2_0.4, polydiphenylmethane diisocyanate 4_6, polyacrylamide 0.04_0.06, dibutyltin laurate 0.12_0.16, surfactant 0.05_0.2. The crosslinking agent consists of 6 8 parts of vegetable oil, 20 30 parts of polyol benzoate, 65 75 parts of isocyanate, and 0.05 0.15 parts of defoamer, 0.1 0.2 parts of preservative, 8 15 parts of filler and 50 65 parts of water. The crosslinking agent consists of 6 8 parts of vegetable oil, 20 30 parts of polyol benzoate and 65 75 parts of isocyanate. The new wood binder of the invention is prepared from glycerol as the starting agent to obtain polyether polyol. The new wood binder prepared from polyether polyol has the characteristics of high bonding strength, short curing time, good water and weather resistance and environmental protection, and has the value of large-scale popularization.

【技术实现步骤摘要】
一种新型木材粘合剂及其制备方法
本专利技术属于新材料
，具体涉及一种新型木材粘合剂及其制备方法。
技术介绍
木材粘合剂是将木材与木材或其他物体的表面胶接成为一体的材料，木材粘合剂主要有氨基树脂类粘合剂、脲醛基粘合剂、苯酚-甲醛基粘合剂、酚醛树脂类粘合剂、热熔粘合剂、蛋白胶、血胶等粘合剂等。脲醛基粘合剂、苯酚-甲醛基粘合剂由于具有较好的粘结性能而广泛应用于木材粘结、铸造粘结、纸张粘结等领域，但此类粘合剂容易水解，尤其是在温湿度、应力等条件周期性变化环境中，极易损失粘结强度，造成粘结失效，公开号为CN108624265A的中国专利技术专利公开的一种脲醛树脂胶黏剂和由公开号为CN107325242A的中国专利技术专利公开的一种低结晶、防霉及耐水脲醛树脂的制备方法制备的胶黏剂都具有上述在特定条件下易水解的缺陷。酚醛类木材粘合剂也是目前常用的粘合剂，酚醛粘合剂具有胶粘强度高、耐水性强的特点，但是存在酚醛挥发量高、成本高、原料不可循环再生的缺点。公开号为CN106520039A的中国专利技术专利公开了一种木材胶黏剂，该木材胶黏剂虽然采用了多种生物质复合材料，但其主要原料还是酚醛树脂，公开号为CN105153981A的中国专利技术专利公开了一种防水耐老化的木材粘合剂，该木材粘合剂虽然具有粘合强度高、耐水性好、耐候性好，但由于其主要原料还是酚醛树脂，依然无法满足环保无毒和可再生循环的要求。基于上述情况，聚氨酯粘合剂由于其优异的耐水解性、柔韧性、粘结强度及环保性，在粘结领域的应用越来越广泛。传统聚氨酯由多元醇和异氰酸酯反应制备而成，这些原料大部分为石油化工产品，属于不可再生资源，若要满足环保无毒且可再生的要求，需寻找可再生原料制备多元醇和异氰酸酯，由于异氰酸酯选择的狭隘性，只能围绕可再生多元醇寻找新的原料。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种粘结强度高、固化时间短、耐水耐候性好且环保的新型木材粘合剂及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供了一种新型木材粘合剂，由主剂和交联剂组成，所述主剂包括以下重量份的原料：聚醚多元醇12-16份、硅溶胶20-25份、聚乙烯醇8-12份、丙二醇0.2-0.4份、聚合二苯基甲烷二异氰酸酯4-6份、聚丙烯酰胺0.04-0.06份、二月桂酸二丁基锡0.12-0.16份、表面活性剂0.05-0.2份、消泡剂0.05-0.15份、防腐剂0.1-0.2份、填料8-15份和水50-65份；所述交联剂由以下重量份的原料组成：植物油6-8份、多元醇苯甲酸酯20-30份和异氰酸酯65-75份。优选地，所述主剂包括以下重量份的原料：聚醚多元醇14份、硅溶胶23份、聚乙烯醇10份、丙二醇0.3份、聚合二苯基甲烷二异氰酸酯5份、聚丙烯酰胺0.05份、二月桂酸二丁基锡0.14份、表面活性剂0.15份、消泡剂0.1份、防腐剂0.15份、填料12份和水58份；所述交联剂由以下重量份的原料组成：植物油7份、多元醇苯甲酸酯25份和异氰酸酯70份。优选地，所述聚醚多元醇是以甘油为起始剂，通过KOH催化环氧丙烷开环聚合制得。优选地，所述甘油为粗甘油。这是因为粗甘油中含有一定量的杂质，如单甘脂、双甘脂等，这些小分子杂质在制备木材粘合剂时可以到固化剂作用，提高交联速度，缩短固化时间，同时分子链硬度比例提高，搭接剪切强度有所提高。优选地，所述聚醚多元醇的羟值范围是320-360mg/g。优选地，所述主剂和交联剂的重量比为10:2-3。优选地，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂，所述消泡剂为正丁醇或磷酸三丁酯，所述填料为高岭土或碳酸钙。优选地，所述植物油为蓖麻油。优选地，所述异氰酸酯为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。本专利技术还提供了一种上述新型木材粘合剂的制备方法，由以下制备步骤组成：（1）制备主剂：先将水置于反应容器中，加入消泡剂，再加入聚醚多元醇和二月桂酸二丁基锡，缓慢升温至50-60℃后加入聚合二苯基甲烷二异氰酸酯，继续升温至80℃，待聚醚多元醇完全溶解后加入表面活性剂，再加入硅溶胶搅拌进行反应，用pH调节剂调节体系的pH为6.0-7.0，然后向其中加入聚乙烯醇，搅拌均匀后自然降温至40-45℃，加入丙二醇、填料和防腐剂，搅拌30-40min，最后加入聚丙烯酰胺，搅拌均匀后过滤出料，制得主剂；（2）制备交联剂：将异氰酸酯置于反应容器中，氮气保护下升温至60-70℃，在搅拌条件下加入植物油，聚合反应5-15min，之后使体系保持在70-80℃，再加入多元醇苯甲酸酯，于70-80℃条件下保温反应100-150min，冷却出料，制得交联剂；（3）将制备好的主剂和交联剂混合搅拌均匀，制得木材粘合剂。本专利技术具有如下有益效果：（1）本专利技术的木材粘合剂具有很高的搭接剪切强度和较短的固化时间，这是因为本专利技术主剂中聚醚多元醇采用甘油为起始剂，其羟值范围较高，达到了320-360mg/g，由于较高的羟值，增加了体系内羟基组分，使得更多异氰酸酯基参与反应，一方面形成了更加致密的交联网络结构，另一方面提高了体系内硬段分子链的比例，促使了搭接剪切强度的提高；且由于羟值较高，聚醚多元醇中的小分子聚醚及残留的甘油质量分数增加，这些小分子物质在粘结剂固化时可以起到固化剂的作用，提高了固化的速度。（2）本专利技术木材粘合剂的主剂中异氰酸酯基的质量百分比在5%-7%之间，异氰酸酯基含量的增加使硬段分子链含量增加，交联度得到提高，从而使得木材粘合剂的搭接剪切强度得到提高，同时更多的异氰酸酯基与木材表面发生反应，提高了粘结键强度；但是本专利技术通过大量试验偶然发现，当异氰酸酯基的质量百分比超过7%时，木材粘合剂的搭接剪切强度反而有所下降，这是因为过量异氰酸酯基会带来很多复杂副反应，如生成脲基甲酸盐、异氰酸酯基团与木材表面水反应生成聚脲等，这类反应会进一步增加木材粘合剂的硬度，从而导致粘结强度的降低。故本专利技术木材粘合剂的主剂中异氰酸酯基的质量百分比在5%-7%之间可以获得最佳的粘结强度。（3）本专利技术主剂中聚醚多元醇采用甘油为起始剂，其中甘油优选粗甘油，这是因为粗甘油中含有一定量的杂质，如单甘脂、双甘脂等，这些小分子杂质在制备木材粘合剂时可以到固化剂作用，提高交联速度，缩短固化时间，同时分子链硬度比例提高，搭接剪切强度有所提高。（4）本专利技术主剂中聚醚多元醇所用粗甘油，是生物柴油加工领域产生的低附加值产物，具有优良的可再生性，使得本专利技术的木材粘合剂相比现有技术的木材粘合剂具有更高的环保价值和更好的可再生性能。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。实施例1本实施例提供了一种新型木材粘合剂，由主剂和交联剂组成，所述主剂包括以下重量份的原料：聚醚多元醇12份、硅溶胶20份、聚乙烯醇8份、丙二醇0.2份、聚合二苯基甲烷二异氰酸酯4份、聚丙烯酰胺0.04份、二月桂酸二丁基锡0.12份、阴离子表面活性剂0.05份、正丁醇0.05份、防腐剂0.1份、高岭土8份和水58份；所述交联剂由以下重量份的原料组成：蓖麻油6份、多元醇苯甲酸酯20份和多苯基多亚甲基多异氰酸酯65份。本实施例所述聚醚多元醇是以粗甘油为起始剂，通过KOH催化环氧丙烷开环聚合制得。本实施例所述聚醚多元醇的羟值范围是320mg/g。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型木材粘合剂，由主剂和交联剂组成，其特征在于，所述主剂包括以下重量份的原料：聚醚多元醇12‑16份、硅溶胶20‑25份、聚乙烯醇8‑12份、丙二醇0.2‑0.4份、聚合二苯基甲烷二异氰酸酯4‑6份、聚丙烯酰胺0.04‑0.06份、二月桂酸二丁基锡0.12‑0.16份、表面活性剂0.05‑0.2份、消泡剂0.05‑0.15份、防腐剂0.1‑0.2份、填料8‑15份和水50‑65份；所述交联剂由以下重量份的原料组成：植物油6‑8份、多元醇苯甲酸酯20‑30份和异氰酸酯65‑75份。

【技术特征摘要】
1.一种新型木材粘合剂，由主剂和交联剂组成，其特征在于，所述主剂包括以下重量份的原料：聚醚多元醇12-16份、硅溶胶20-25份、聚乙烯醇8-12份、丙二醇0.2-0.4份、聚合二苯基甲烷二异氰酸酯4-6份、聚丙烯酰胺0.04-0.06份、二月桂酸二丁基锡0.12-0.16份、表面活性剂0.05-0.2份、消泡剂0.05-0.15份、防腐剂0.1-0.2份、填料8-15份和水50-65份；所述交联剂由以下重量份的原料组成：植物油6-8份、多元醇苯甲酸酯20-30份和异氰酸酯65-75份。2.根据权利要求1所述的一种新型木材粘合剂，由主剂和交联剂组成，其特征在于，所述主剂包括以下重量份的原料：聚醚多元醇14份、硅溶胶23份、聚乙烯醇10份、丙二醇0.3份、聚合二苯基甲烷二异氰酸酯5份、聚丙烯酰胺0.05份、二月桂酸二丁基锡0.14份、表面活性剂0.15份、消泡剂0.1份、防腐剂0.15份、填料12份和水58份；所述交联剂由以下重量份的原料组成：植物油7份、多元醇苯甲酸酯25份和异氰酸酯70份。3.根据权利要求1或2所述的一种新型木材粘合剂，其特征在于：所述聚醚多元醇是以甘油为起始剂，通过氢氧化钾催化环氧丙烷开环聚合制得。4.根据权利要求3所述的一种新型木材粘合剂，其特征在于：所述甘油为粗甘油。5.根据权利要求1或2所述的一种新型木材粘合剂，其特征在于：所述聚醚多元醇的羟值范围是320-360mg/g。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明静，
申请(专利权)人：合肥易美特建材有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34