一种水性聚合物异氰酸酯木材胶粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水性聚合物异氰酸酯木材胶粘剂及其制备方法。该胶粘剂包括主剂和交联剂，其中主剂主要由下述重量配比的组分制成：聚乙烯醇9～12；复合多元醇3～8；硅溶胶15～25；填料8～12；水50～65；表面活性剂0.05～0.2；消泡剂0～0.15；防腐剂0～0.2；其中，所述的复合多元醇由大豆油多元醇、蓖麻油和多元醇苯甲酸酯按0-15：0-15：50-80的重量配比混合得到。本发明专利技术所述木材胶粘剂的固含量适宜、胶粘强度高、耐水耐候性好，适用期长，环保且使用安全。

Water borne polymer isocyanate wood adhesive and preparation method thereof

The present invention discloses a water borne polymer isocyanate wood adhesive and its preparation method. The adhesive comprises a main agent and crosslinking agent, wherein the main agent is mainly composed of the following components in weight ratio: 9 ~ 12 made of polyvinyl alcohol; compound polyols 3 ~ 8; silica sol is 15 to 25; 8 to 12 water filler; 50 ~ 65; surface active agent 0.05 ~ 0.2; defoaming agent 0 ~ 0.15; antiseptic 0 ~ 0.2; among them, the polyol compound made from soybean oil polyol, castor oil and polyhydric alcohol benzoate according to weight ratio of hybrid 0-15:0-15:50-80 was. The wood adhesive of the invention has the advantages of suitable solid content, high adhesive strength, good water resistance and weather resistance, long application period, environmental protection and safe use.

【技术实现步骤摘要】
一种水性聚合物异氰酸酯木材胶粘剂及其制备方法
本专利技术涉及一种木材胶粘剂，具体涉及一种水性聚合物异氰酸酯木材胶粘剂及其制备方法。
技术介绍
现有的木材胶粘剂种类很多，但在生产上主要使用尿醛树脂胶、酚醛树脂胶和三聚氰胺甲醛胶，由于这类胶的主要原料是甲醛，因此，在生产和使用过程的相当长一段时间内会源源不断地释放游离甲醛，影响环境和使用者健康。随着人们环保意识的增强，对胶粘剂的环保要求也越来越高。开发一种固含量适宜、胶粘强度高、耐水耐候性好，且环保的木材胶粘剂已成为研究的重点。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种固含量适宜、胶粘强度高、耐水耐候性好，适用期长，环保且使用安全的水性聚合物异氰酸酯木材胶粘剂及其制备方法。本专利技术所述的水性聚合物异氰酸酯木材胶粘剂，包括主剂和交联剂，其中：所述主剂主要由下述重量配比的组分制成：聚乙烯醇9～12；复合多元醇3～8；硅溶胶15～25；填料8～12；水50～65；表面活性剂0.05～0.2；消泡剂0～0.15；防腐剂0～0.2；其中，所述的复合多元醇由大豆油多元醇、蓖麻油和多元醇苯甲酸酯按0-15：0-15：50-80的重量配比混合得到。本专利技术在聚乙烯醇、硅溶胶体系中加入复合多元醇，提高了聚乙烯醇与硅溶胶的相融性，胶粘剂的柔软性和贮存稳定性，还能延长主剂与交联剂合胶后的适用期，使制板工艺得到改善。为了使主剂各组分的反应更加均匀，以提高最终所得产品的粘接强度、耐水性和耐候性等性能，所述主剂中各组分的重量配比优选为：聚乙烯醇9～12；复合多元醇3～8；硅溶胶15～25；填料8～12；水50～65；表面活性剂0.05～0.2；消泡剂0.05～0.15；防腐剂0～0.2。在保证最终所得产品的粘接强度、耐水性和耐候性等性能的基础上，为了进一步提高最终所得产品的保质期，所述主剂中各组分的重量配比进一步优选为：聚乙烯醇9～12；复合多元醇3～8；硅溶胶16～25；填料8～12；水50～65；表面活性剂0.05～0.2；消泡剂0.05～0.15；防腐剂0.05～0.2。本专利技术所述技术方案中，所述主剂和交联剂的重量配比为100：5～25，优选为100：10～20。本专利技术所述技术方案中，所述的交联剂为异氰酸酯，具体地，可以是选自二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、多苯基多亚甲基多异氰酸酯和1,6-己二异氰酸酯(HDI)中的一种或两种以上的组合。本专利技术所述技术方案中，所述填料的种类及粒度选择与现有技术相同，具体地，填料的种类可以是高岭土、二氧化钛、碳酸钙和滑石粉中的一种或两种以上的组合；当填料的选择为上述两种以上物质的组合时，它们的配比可以是任意配比。所述填料的粒度优选为≥325目，更优选为≥1000目。本专利技术所述技术方案中，所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂，优选采用十二烷基苯磺酸钠。本专利技术所述技术方案中，所述的消泡剂的选择与现有技术相同，具体可以是正丁醇和/或磷酸三丁酯。本专利技术所述技术方案中，所述的防腐剂的选择与现有技术相同，具体可以是异噻唑啉酮。本专利技术还提供上述水性聚合物异氰酸酯木材胶粘剂的制备方法，包括主剂的制备，其中：制备主剂的方法为：先将水置于反应容器中，再加入聚乙烯醇，聚乙烯醇溶解后使体系保持在55～80℃，加入表面活性剂和硅溶胶，搅拌反应30～50分钟，用pH调节剂调节体系的pH＝6.0～7.0，再向其中加入复合多元醇，搅拌均匀后使体系降温至≤40℃，加入填料，搅拌均匀后过滤出料，即得到主剂；当主剂的配方中含有消泡剂和防腐剂时，所述消泡剂在加水的同时或加水之后加入；所述防腐剂在加填料之前或加填料的同时或加填料之后加入，加入后搅拌均匀。上述制备主剂的方法中，优选地，是在加入表面活性剂搅拌反应20～40分钟后再加入硅溶胶；上述制备主剂的方法中，聚乙烯醇的溶解优选是在加热条件下进行，更优选是在90～95℃的条件下进行。在加入表面活性剂时，优选体系的温度保持在60～80℃。所述的pH调节剂可以是酸性物质或碱性物质，具体根据加入硅溶胶搅拌反应30～40分钟后体系的酸碱度进行选择；所述的酸性物质优选采用甲酸；所述的碱性物质优选采用氢氧化钠。在制备得到主剂后，在具体应用时，根据粘接材料不同的耐水耐候性要求，将主剂与固化剂按100：5～25的重量配比即得到本专利技术所述的水性聚合物异氰酸酯木材胶粘剂。本专利技术所述的水性聚合物异氰酸酯木材胶粘剂可应用于结构用集成材的粘接、新型工程木质材料的粘接、实木拼接、实木复合地板的生产、结构用胶合板、室内外用胶合板、竹木复合板、细木工板的生产、木制家具、厨柜、木门的粘接等。与现有水性高分子(乙烯基或淀粉基)异氰酸酯胶粘剂相比，本专利技术采用水性复合高分子聚合物为主剂，主剂中主含硅醇基聚合物和多种高活性羟基，无大量羧基存在，适用期长短可调节，在适用期内无负反应产生，加入相应的异氰酸酯交联剂(如纯MDI、聚合MDI或HDI)即可生成氨基甲酸酯和脲键化合物，这种异氰酸酯交联剂与主剂中的羟基和渗入木材内部胶水的羟基以及木材内外木素中接触胶水的羟基发生交联反应，形成多维网络结构和强大的胶钉，由于硅原子均匀分布于胶粘剂中，大大增强了胶接部位的湿胶合强度和耐水耐候和耐老化性能。申请人经过试验证明，只要将本专利技术主剂与异氰酸酯交联剂按100：5～6的重量配比进行混合得到的胶粘剂，制成胶合板的拉伸剪切强度干强度≥1.0MPa，湿强度≥0.7MPa，即达到Ⅱ类普通胶合板的国家标准；将本专利技术所述主剂中与交联剂按100：10-12的重量配比进行混合得到的胶粘剂，生产所得的胶合板可在100℃沸水中反复浸渍不脱胶，拉伸剪切强度干强度≥1.2MPa，湿强度≥1.0MPa，达到Ⅰ类板国家标准；将本专利技术所述主剂与交联剂按100：15的重量配比进行混合得到的胶粘剂，用于欧洲赤松、云杉生产的结构集成材干态压缩剪切强度为8.11MPa和8.16MPa，木破率为100％和98％，湿态压缩剪切强度为4.99MPa和5.17MPa，木破率均为95％，常温水浸两次循环剥离率为0.28和0，100℃沸水两次循环浸渍剥离率为0.52和0，均能满足结构集成材的最高标准要求；将本专利技术所述主剂与交联剂按100：20的重量配比进行混合得到的胶粘剂，用于榉木作试材干态压缩剪切强度为16.52mpa，木破率为96.7％，湿态压缩剪切强度为5.72mpa，常温水浸剥离性能和100℃沸水反复浸渍剥离性能均满足结构集成材的最高标准要求。各项主要性能指标和环保指标均高于现有水性高分子异氰酸酯胶粘剂。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详述,以更好地理解本专利技术的内容,但本专利技术并不限于以下实施例。以下各实施例中所述的份数为重量份。实施例11、胶粘剂配方：主剂：聚乙烯醇，10份；复合多元醇(由大豆油多元醇、蓖麻油和多元醇苯甲酸酯按10：10：80的重量配比混合制成)，6份；硅溶胶22份；填料(二氧化钛)，12份；水，50份；表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠)，0.1份；消泡剂(正丁醇)，0.1份；防腐剂(异噻唑啉酮)，0.1份；交联剂：(多苯基多亚甲基多异氰酸酯)，其用量为主剂的15％。2、制备方法：1)按配方称取各组分，备用；2)先将水加入带有加热搅拌器的反应釜中，加入聚乙烯醇和消泡剂，升温至93℃保温直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性聚合物异氰酸酯木材胶粘剂，包括主剂和交联剂，其特征在于：所述主剂主要由下述重量配比的组分制成：聚乙烯醇 9～12；复合多元醇 3～8；硅溶胶 15～25；填料 8～12；水 50～65；表面活性剂 0.05～0.2；消泡剂 0～0.15；防腐剂 0～0.2；其中，所述的复合多元醇由大豆油多元醇、蓖麻油和多元醇苯甲酸酯按0‑15：0‑15：50‑80的重量配比混合得到。

【技术特征摘要】
1.一种水性聚合物异氰酸酯木材胶粘剂，包括主剂和交联剂，其特征在于：所述主剂主要由下述重量配比的组分制成：聚乙烯醇9～12；复合多元醇3～8；硅溶胶15～25；填料8～12；水50～65；表面活性剂0.05～0.2；消泡剂0～0.15；防腐剂0～0.2；其中，所述的复合多元醇由大豆油多元醇、蓖麻油和多元醇苯甲酸酯按0-15：0-15：50-80的重量配比混合得到。2.根据权利要求1所述的水性聚合物异氰酸酯木材胶粘剂，其特征在于：所述主剂主要由下述重量配比的组分制成：聚乙烯醇9～12；复合多元醇3～8；硅溶胶15～25；填料8～12；水50～65；表面活性剂0.05～0.2；消泡剂0.05～0.15；防腐剂0～0.2。3.根据权利要求1所述的水性聚合物异氰酸酯木材胶粘剂，其特征在于：所述主剂主要由下述重量配比的组分制成：聚乙烯醇9～12；复合多元醇3～8；硅溶胶16～25；填料8～12；水50～65；表面活性剂0.05～0.2；消泡剂0.05～0.15；防腐剂0.05～0.2。4.根据权利要求1～3中任一项所述的水性聚合物异氰酸酯木材胶粘剂，其特征在于：所述主剂和交联剂的重量配比为100：5～25。5.根据权利要求1～3中任一项所述的水性聚合物异氰酸酯木材胶粘剂，其特征在于：所述的交联剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：王钱生，
申请(专利权)人：王钱生，
类型：发明
国别省市：广西,45