一种木质素基水性聚氨酯-丙烯酸酯木材胶黏剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，且公开了一种木质素基水性聚氨酯

【技术实现步骤摘要】
一种木质素基水性聚氨酯
‑
丙烯酸酯木材胶黏剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体为一种木质素基水性聚氨酯
‑
丙烯酸酯木材胶黏剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]我国是一个木材消费大国，但进入21世纪以来，天然优质大径级木材越来越少。为了满足国民经济发展和人们生活水平日益提高对木材制品的需求，采用人工速生材、低劣质木材以及小径级木材为主要原料发展人造板和木材胶接制品是目前木材加工工业的主要方向。其中木材胶黏剂发挥至关重要的作用，已成为衡量一个国家或地区木材加工工业发展水平的重要指标。传统木材胶黏剂以脲醛树脂和酚醛树脂为代表，具有性能优异、价格低廉等优点，但生物降解性差，且存在甲醛、苯酚等有毒物质，严重危害生态环境和人体健康。相比之下，生物质基木材胶黏剂资源丰富、绿色环保、应用前景广阔，已成为未来木材胶黏剂的发展方向，木质素基木材胶黏剂是其中的典型代表。
[0003]木质素基木材胶黏剂通过采用木质素与聚合物乳液共混得到。木质素是目前储量第二大的植物基生物质资源，具有来源广泛、可降解和可再生等优点。木质素在植物的细胞壁内，将纤维素和半纤维素有机融为一体，为植物体提供良好的机械性能和耐水性能。通过化学改性，可进一步提升木质素上官能团的含量和反应活性，为木质素在木材胶黏剂中的广泛应用奠定基础。但作为实现木材胶黏剂胶黏性能和力学性能的核心组分，聚合物乳液在目前木质素基木材胶黏剂的应用中研究较少，往往只是采用水性聚氨酯或无规共聚的聚丙烯酸酯乳液，缺乏对聚合物分子链结构的设计调控，从而制约木质素基木材胶黏剂的性能提升。因此如何通过聚合物分子结构的可控调节，提升力学性能以及与木质素和木材表面的相互作用，实现木质素基木材胶黏剂的高性能化是当前研究的难点。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种兼具优异胶黏性能、力学性能和耐水性的木质素基水性聚氨酯
‑
丙烯酸酯木材胶黏剂及其制备方法。
[0005](二)技术方案为实现本专利技术的目的，采用如下技术方案：一种木质素基水性聚氨酯
‑
丙烯酸酯木材胶黏剂，其特征在于，包括以下重量份配比的原料：3
‑
异丙基
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二甲基苄基异氰酸酯
‑
丙烯酸酯三嵌段共聚物乳液50
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100份，羟基化改性的木质素水溶液20
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40份。
[0006]所述3
‑
异丙基
‑
二甲基苄基异氰酸酯
‑
丙烯酸酯三嵌段共聚物乳液中含有3
‑
异丙基
‑
二甲基苄基异氰酸酯
‑
丙烯酸酯三嵌段共聚物，结构式如式(I)、(II)、(III)所示：
式中x为A的平均聚合度，y为B的平均聚合度，m为D的平均聚合度，n为E的平均聚合度，x＝10
‑
20，y＝20
‑
40，m＝100
‑
300，n＝600
‑
900；链节的结构如式(IV)、(V)所示：链节的结构如式(VI)所示：链节的结构如式(VII)所示：链节的结构如式(VIII)、(IX)所示：
所述3
‑
异丙基
‑
二甲基苄基异氰酸酯
‑
丙烯酸酯三嵌段共聚物乳液制备方法如下：将1.0
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3.0重量份的大分子三硫代碳酸酯化合物搅拌溶解于40
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100重量份的水中形成水相，加入20
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60重量份D单体搅拌15
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30min得到乳化分散液。在惰性气氛下，将所得乳化分散液升温至60
‑
80℃，加入0.04
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0.08重量份的水溶性引发剂，聚合1
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2.5小时后，加入80
‑
200重量份E单体和100
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200重量份的水，继续聚合3
‑
5小时后，得到3
‑
异丙基
‑
二甲基苄基异氰酸酯
‑
丙烯酸酯三嵌段共聚物乳液。
[0007]所述大分子三硫代碳酸酯化合物的结构式如式(X)、(XI)、(XII)下：所述水溶性引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。
[0008]所述羟基化改性的木质素水溶液的制备方法如下：将10
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20重量份的玉米秸秆木质素搅拌溶解于氢氧化钠水溶液，加入30
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80重量份质量分数为30
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50％的乙二醛水溶液得到混合溶液，用氢氧化钠水溶液调节pH值为10
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13，将温度升至50
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70℃反应2
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5h，得到羟基化改性的木质素水溶液。
[0009](三)有益效果与现有技术相比，本专利技术提供了一种木质素基水性聚氨酯
‑
丙烯酸酯木材胶黏剂及其制备方法，具备以下有益效果：本专利技术通过共聚物两端的异氰酸根与木质素和木材表面的羟基、羧基等含有活泼氢原子的基团反应构建三维化学交联网络结构以提高木材胶黏剂的胶黏性能，通过微相分离的嵌段共聚物分子结构设计以提高木材胶黏剂的力学性能，同时木质素的引入还能进一步提高木材胶黏剂的耐水性，从而获得综合性能优异的木质素基水性聚氨酯
‑
丙烯酸酯木材胶黏剂，产品具有广阔的应用前景。
具体实施方式
[0010]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施方式作进一步详细地说明。
[0011]木质素基水性聚氨酯
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丙烯酸酯木材胶黏剂拉伸性能测试：将木质素基水性聚氨酯
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丙烯酸酯木材胶黏剂倒置于聚四氟乙烯培养皿中，于120℃下真空干燥成膜，根据GB/T 528
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2009用裁刀制备哑铃状试样。
[0012]采用SANS CMT6502万能材料试验机根据GB/T 528
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2009测定木质素基水性聚氨酯
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丙烯酸酯木材胶黏剂的拉伸性能。
[0013]木质素基水性聚氨酯
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丙烯酸酯木材胶黏剂胶合强度测试：以辐射松为对象板材，根据GB/T 9846
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2015制备试样，每组至少5个。
[0014]取室温放置72h的试样，采用SANS CMT6502万能材料试验机根据GB/T9846
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2015测定木质素基水性聚氨酯
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丙烯酸酯木材胶黏剂的干胶合强度。
[0015]将试样在25℃的水中浸泡24h，采用SANS CMT6502万能材料试验机根据GB/T 9846
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2015测定木质素基水性聚氨酯
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丙烯酸酯木材胶黏剂的湿胶合强度。
[0016]实施例一：一种木质素基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种木质素基水性聚氨酯
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丙烯酸酯木材胶黏剂，其特征在于，包括以下重量份配比的原料：3
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异丙基
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二甲基苄基异氰酸酯
‑
丙烯酸酯三嵌段共聚物乳液50
‑
100份，羟基化改性的木质素水溶液20
‑
40份。2.根据权利要求1所述的一种木质素基水性聚氨酯
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丙烯酸酯木材胶黏剂，其特征在于，所述3
‑
异丙基
‑
二甲基苄基异氰酸酯
‑
丙烯酸酯三嵌段共聚物乳液中含有3
‑
异丙基
‑
二甲基苄基异氰酸酯
‑
丙烯酸酯三嵌段共聚物，结构式如式(I)、(II)、(III)所示：式中x为A的平均聚合度，y为B的平均聚合度，m为D的平均聚合度，n为E的平均聚合度，x＝10
‑
20，y＝20
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40，m＝100
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300，n＝600
‑
900链节的结构如式(IV)、(V)所示:链节的结构如式(VI)所示：链节的结构如式(VII)所示：
链节的结构如式(VIII)、(IX)所示：3.根据权利要求1所述的一种木质素基水性聚氨酯
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丙烯酸酯木材胶黏剂，其特征在于，所述3
‑
异丙基
‑
二甲基苄基异氰酸酯
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丙烯酸酯三嵌段共聚物乳液制备方法如下：将1.0
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3.0重量份的大分子三硫代碳酸酯化合物搅拌溶解于40
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100重量份的水中形成水相，加入20
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄杰，卢武军，李昆平，
申请(专利权)人：福建宝寨木业有限公司，
类型：发明
国别省市：