一种重组材用胶粘剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种重组材用胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：改性微纳米纤维素的制备、水性高分子的制备、生物质复合乳液的制备、主剂的制备、应激型交联剂的制备、胶粘剂的配制。所述改性微纳米纤维素由脱除木质素和半纤维素的木材或秸秆纤维经酸处理、低温超声预处理、高压均质处理以及表面改性后制得；所述生物质复合乳液由大豆粉经植物蛋白改性、活性单体接枝后制得。本发明专利技术的制备方法不添加甲醛，具有高度的环保性；发挥了生物质复合乳液与改性微纳米纤维素的协同增韧作用，从而使制得的重组材用胶粘剂具有很好的增韧作用。该方法制备的胶粘剂非常适用于重组材的胶合，有效解决了现有重组材环保性不够高、韧性差的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种胶粘剂的制备方法，特别涉及一种重组材用胶粘剂的制备方法。
技术介绍
重组材（行业俗称“科技木”）是以普通木材为原料，施加胶粘剂并经一定的加工工序后制得的人造薄木。在重组材制造过程中，没有破坏木材的微观结构和固有属性，完全保留了天然木材隔热、绝缘、调温、调湿等所有的天然属性，克服了人工速生材众多天然缺陷，可实现木材的高值利用。近三十年，研发人员主要围绕重组材的制造装备和产品的功能化进行了大量的研究和产业化开发。重组材从最初单一的装饰薄木拓展到重组材锯材、复合地板、防火板、户外木结构制品，直至各种工艺品、生活用品和文体用品。但是，重组材产品尚存在环保性能不够高和韧性差等问题，远远落后市场对高品质重组材产品的需求，严重限制了重组材行业的健康发展。其中，重组材制造所使用的胶粘剂，对重组材的环保性和韧性有直接的影响。专利CN104152088B公开了一种纳米氧化铝改性酚醛树脂胶粘剂及其制备方法和用途，该制备方法制得的胶粘剂用于木材加工虽然具有固化速度快、粘接强度高、甲醛释放量低等优点，但是该胶粘剂仍无法规避甲醛的使用，环保性仍不够高，也未能解决重组材韧性差的问题。专利CN103878833A公开了一种重组竹装饰单板的制造方法，其使用的胶粘剂是脲醛树脂、改性淀粉乳液与聚醋酸乙烯酯乳液的混合液，虽然有降低成本的作用，但仍无法解决重组材环保性不够高、韧性差的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种环保性高并具有增韧作用的重组材用胶粘剂的制备方法。本专利技术的技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种重组材用胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：a．改性微纳米纤维素的制备：将脱除木质素和半纤维素的木材或秸秆纤维经酸处理形成纤维素浆料，将所述纤维素浆料加水调节浓度至1.5-2%，再将所述纤维素浆料经低温超声预处理、高压均质处理后进行表面改性制得所述改性微纳米纤维素；b．水性高分子的制备：将10-20重量份聚乙烯醇、0.5-3重量份复合改性剂加入100份水中，升温至80-95℃，搅拌反应40-80min，制得所述水性高分子；c．生物质复合乳液的制备：将15-40重量份大豆粉进行植物蛋白改性处理，再加入0.3-0.6重量份碳酸氢钠和1.5-5重量份乳化剂，再进行活性单体接枝处理制得所述生物质复合乳液；d．主剂的制备：将5-10重量份步骤b制得的所述水性高分子与100重量份步骤c制得的所述生物质复合乳液于80-95℃下混合均匀并搅拌冷却至室温制得主剂；e．应激型交联剂的制备：将多异氰酸酯和应激改性剂按质量比1:0.5-1.5在通氮气保护下，搅拌升温至50-80℃，反应60-180min，制得预聚体，然后加入交联剂，搅拌降温制得所述应激型交联剂；f．胶粘剂的配制：将3-20份步骤a制得的所述改性微纳米纤维素和1.5-5重量份填料加入步骤d制得的所述主剂并混合均匀，再加入10-20重量份步骤e制得的所述应激型交联剂并混合均匀，最终制得一种重组材用胶粘剂。所述一种重组材用胶粘剂的制备方法，解决了天然大豆耐水性差、微纳米纤维素与胶粘剂主剂无法复配相溶等问题，制备过程中不添加甲醛，使制得的重组材用胶粘剂没有甲醛释放，同时总挥发性有机物少，具有高度的环保性；发挥了生物质复合乳液与改性微纳米纤维素的协同增韧作用，从而使制得的重组材用胶粘剂具有很好的增韧作用。该方法制备的胶粘剂非常适用于重组材的胶合，可有效解决现有重组材环保性不够高、韧性差的问题。作为优选，步骤a中所述酸处理为用质量分数为30-60%的硫酸或盐酸溶液在40-80℃下搅拌处理1-3h；所述低温超声预处理为在5-10℃、超声功率300-1000W、超声频率18-22kHz下处理15-60min；所述高压均质处理为在50-150MPa压力下高压均质循环2-10次。作为优选，步骤a中所述表面改性为将高压均质处理后的所述纤维素浆料加水调节浓度至1-2%，再加入所述纤维素浆料质量的1-3%的硅烷偶联剂并在30-50℃、氮气以气流速率5-30ml/min排氧3-10min后，于超声功率600-900W、超声频率18-22kHz下进行原位超声反应5-30min；所述硅烷偶联剂为氨基官能团硅烷、环氧基官能团硅烷、甲基丙烯酰氧基官能团硅烷中至少一种。作为优选，步骤a制得的所述改性微纳米纤维素的纤维直径为10-50nm。步骤a中，以脱除木质素和半纤维素的木材或秸秆纤维为原料，不仅成本较低，而且实现了木材或秸秆的废物利用；微纳米纤维素虽具有纳米增韧作用，但其无法与胶粘剂主剂有效复配相溶，步骤a通过对微纳米纤维素的改性，解决微纳米纤维素与胶粘剂主剂无法有效复配相溶的问题，制得的所述改性微纳米纤维素可以有效与步骤d制得的胶粘剂主剂复配相溶，从而使纳米增韧作用在制备的胶粘剂中得以显现；所述低温超声预处理有利于减小纤维尺寸，缓解均质时大纤维的堵塞，减少均质次数，提高均质的效果和效率。作为优选，步骤b所述的复合改性剂为硫酸氢钠、玉米淀粉和邻苯二甲酸二丁酯按照质量比1：10-20：5-10复配。作为优选，步骤c中所述的植物蛋白改性处理为加入100重量份含1-3重量份硅酸盐和0.5-5重量份改性剂的水溶液中，升温至40-60℃，搅拌反应30-60min；所述的活性单体接枝处理为升温至65-75℃后滴加10-30重量份接枝单体，同时依次滴加1.5-4重量份过氧化物、10-30重量份3-7wt%亚硫酸钠溶液，升温至80-95℃，搅拌反应120-240min。步骤c中，通过对大豆粉的植物蛋白改性处理和活性单体接枝处理，解决了天然大豆蛋白分子耐水性差的问题；而且通过该方法制备的生物质复合乳液与所述改性微纳米纤维素具有协同作用，有效加强所述改性微纳米纤维素的增韧效果。作为优选，步骤c中所述的硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾；所述改性剂为尿素与顺丁烯二酸酐按质量比1：8-12复配；所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚和十六烷基三甲基氯化铵按质量比1：0.8-1.2：0.8-1.2复配；所述过氧化物为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中至少一种；所述接枝单体为醋酸乙烯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯中的一种。作为优选，步骤e所述的多异氰酸酯为多亚甲基多苯基异氰酸酯、六次甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中至少一种；所述应激改性剂为聚乙二醇、聚四氢呋喃二醇、聚醚胺中至少一种；所述交联剂为具有有机官能团的硅烷，通式为Y-R-SiX3，X为水解基团，Y为有机官能团。步骤e中，所述应激型交联剂在所述重组材用胶粘剂用于重组材制造时发挥交联反应的作用，是重组材胶合成型的重要因素，基于多异氰酸酯的端基封闭机理和固化机理以及重组材的制造工艺，该方法制备的应激型交联剂使所述重组材用胶粘剂的适用期≥3h，并在重组材加热压合时受温度和压力刺激端基解封产生交联反应，从而保证重组材胶合成型的效果。作为优选，所述水解基团为氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧乙氧基、乙酰氧基中至少一种；所述有机官能团为乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基中至少一种。所述水解基团水解时生成硅醇Si(HO)3，可以和无机物的基团相结合发生化学交联；所述有机官能团，向有机树脂表面取向，可以和有机基团(如-OH)相结合，生成疏水性化学键。作为优选，步骤f所述的填料为面粉、淀粉、单宁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重组材用胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a．改性微纳米纤维素的制备：将脱除木质素和半纤维素的木材或秸秆纤维经酸处理形成纤维素浆料，将所述纤维素浆料加水调节浓度至1.5‑2%，再将所述纤维素浆料经低温超声预处理、高压均质处理后进行表面改性制得所述改性微纳米纤维素；b．水性高分子的制备：将10‑20重量份聚乙烯醇、0.5‑3重量份复合改性剂加入100份水中，升温至80‑95℃，搅拌反应40‑80min，制得所述水性高分子；c．生物质复合乳液的制备：将15‑40重量份大豆粉进行植物蛋白改性处理，再加入0.3‑0.6重量份碳酸氢钠和1.5‑5重量份乳化剂，再进行活性单体接枝处理制得所述生物质复合乳液；d．主剂的制备：将5‑10重量份步骤b制得的所述水性高分子与100重量份步骤c制得的所述生物质复合乳液于80‑95℃下混合均匀并搅拌冷却至室温制得主剂；e．应激型交联剂的制备：将多异氰酸酯和应激改性剂按质量比1:0.5‑1.5在通氮气保护下，搅拌升温至50‑80℃，反应60‑180min，制得预聚体，然后加入交联剂，搅拌降温制得所述应激型交联剂；f．胶粘剂的配制：将3‑20份步骤a制得的所述改性微纳米纤维素和1.5‑5重量份填料加入步骤d制得的所述主剂并混合均匀，再加入10‑20重量份步骤e制得的所述应激型交联剂并混合均匀，最终制得一种重组材用胶粘剂。...

【技术特征摘要】
1.一种重组材用胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a．改性微纳米纤维素的制备：将脱除木质素和半纤维素的木材或秸秆纤维经酸处理形成纤维素浆料，将所述纤维素浆料加水调节浓度至1.5-2%，再将所述纤维素浆料经低温超声预处理、高压均质处理后进行表面改性制得所述改性微纳米纤维素；b．水性高分子的制备：将10-20重量份聚乙烯醇、0.5-3重量份复合改性剂加入100份水中，升温至80-95℃，搅拌反应40-80min，制得所述水性高分子；c．生物质复合乳液的制备：将15-40重量份大豆粉进行植物蛋白改性处理，再加入0.3-0.6重量份碳酸氢钠和1.5-5重量份乳化剂，再进行活性单体接枝处理制得所述生物质复合乳液；d．主剂的制备：将5-10重量份步骤b制得的所述水性高分子与100重量份步骤c制得的所述生物质复合乳液于80-95℃下混合均匀并搅拌冷却至室温制得主剂；e．应激型交联剂的制备：将多异氰酸酯和应激改性剂按质量比1:0.5-1.5在通氮气保护下，搅拌升温至50-80℃，反应60-180min，制得预聚体，然后加入交联剂，搅拌降温制得所述应激型交联剂；f．胶粘剂的配制：将3-20份步骤a制得的所述改性微纳米纤维素和1.5-5重量份填料加入步骤d制得的所述主剂并混合均匀，再加入10-20重量份步骤e制得的所述应激型交联剂并混合均匀，最终制得一种重组材用胶粘剂。2.根据权利要求1所述的一种重组材用胶粘剂的制备方法，其特征在于，步骤a中所述酸处理为用质量分数为30-60%的硫酸或盐酸溶液在40-80℃下搅拌处理1-3h；所述低温超声预处理为在5-10℃、超声功率300-1000W、超声频率18-22kHz下处理15-60min；所述高压均质处理为在50-150MPa压力下高压均质循环2-10次。3.根据权利要求1所述的一种重组材用胶粘剂的制备方法，其特征在于，步骤a中所述表面改性为将高压均质处理后的所述纤维素浆料加水调节浓度至1-2%，再加入所述纤维素浆料质量的1-3%的硅烷偶联剂并在30-50℃、氮气以气流速率5-30ml/min排氧3-10min后，于超声功率600-900W、超声频率18-22kHz下进行原位超声反应5-30min；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，唐周梅，沈煜燕，杜波，方宝金，陈鸣，
申请(专利权)人：德华兔宝宝装饰新材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33