葡萄糖改性三聚氰胺-甲醛树脂木材胶粘剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种优化改进的葡萄糖改性三聚氰胺‑甲醛树脂木材胶粘剂(GMF树脂)，主要以葡萄糖、三聚氰胺和甲醛为原料并加入稳定剂，通过羟甲基化与缩聚反应制成。其中，葡萄糖与三聚氰胺同时加入到甲醛溶液中，使其参与树脂的整个反应过程，并最终升温至85℃。本发明专利技术制备方法简单，所得GMF木材胶粘剂与传统的MF树脂相比，稳定性好、贮存周期更长，树脂脆性得到改善，色泽与木材相容性好，适用于木材工业的生产要求。

【技术实现步骤摘要】
葡萄糖改性三聚氰胺-甲醛树脂木材胶粘剂的制备方法
本专利技术属于木材加工中人造板生产及高分子材料领域，尤其涉及一种葡萄糖改性三聚氰胺-甲醛树脂木材胶粘剂的制备方法。
技术介绍
随着木材原料结构的变化，我国木质材料供应已由传统的以实体木材为主转向以胶接木质材料为主，现在的木制品多数是由人造板加工制成。人造板工业的发展极大地提高了木材胶粘剂的市场需求，木材胶粘剂的技术进步是人造板行业发展的重要依托。目前，我国人造板生产所需胶粘剂中UF树脂(含改性)仍占据主导(约占90％)，但与之相比，MF树脂表现出了较高的耐沸水能力，这是由于三聚氰胺在水中溶解度很低，并具有热稳定性良好的环状结构三嗪环。这一刚性基团的存在，也使得MF树脂固化后硬度大、脆性高，几乎没有韧性。此外，MF树脂中存在较强反应活性的羟基(-OH)、亚氨基(-NH-)等基团，持续发生交联反应，易导致凝胶，储存稳定性不佳。因此，对MF树脂进行适当的改性，扩大应用范围，提高使用效果已势在必行。近年来，淀粉改性技术不断发展，甘卫星等(木薯淀粉基环保型木材胶粘剂的合成研究(I)——基于均匀设计的配方优化[J].中南林业科技大学学报，2011，31(09)：128-132+174)以木薯淀粉、三聚氰胺、甲醛为原料，再辅以交联剂合成了一种木薯淀粉基环保型木材胶粘剂并确定了胶粘剂最佳合成条件。葡萄糖是淀粉完全水解的产物，来源广泛。吕静波等(葡萄糖-三聚氰胺-甲醛共聚树脂合成及性能研究[J].林产工业，2016，43(07)：15-18+35)研究了碱性条件下，葡萄糖、三聚氰胺和甲醛的共聚反应。其制备方法为甲醛与三聚氰胺先进行加成反应后，再加入葡萄糖共缩聚，升温至88℃，待反应至确定溶水倍数后，即可下料。实验结果表明：GMF树脂优化合成工艺为合成反应温度88℃、pH值9.0～9.5、葡萄糖与三聚氰胺的摩尔比0.1～0.4，储存期(25℃)可达9～15d。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种工艺简单、性能良好的葡萄糖改性三聚氰胺-甲醛树脂木材胶粘剂的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：葡萄糖改性三聚氰胺-甲醛树脂木材胶粘剂，主要以葡萄糖、三聚氰胺和甲醛为原料并加入稳定剂，通过羟甲基化与缩聚反应制成。其中，葡萄糖与三聚氰胺同时加入到甲醛溶液中，使其参与树脂的整个反应过程，并最终升温至85℃。葡萄糖与三聚氰胺的质量比为0.14～0.71∶1，甲醛与三聚氰胺的摩尔比为2.0∶1，稳定剂占胶粘剂总量的17.45％～23.22％，树脂的理论固体含量在稳定剂加入后为55％。稳定剂为乙醇、甲醇和水中的一种或几种。该胶粘剂为浅黄色透明液体，固体含量为50～55％，pH为8.0～8.5，溶水倍数(25℃)为2.5～3.0倍水，贮存期为15～20天，胶合强度≥0.7MPa，达到国家“I”类胶合板标准。上述葡萄糖改性三聚氰胺-甲醛树脂木材胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：(1)在四口烧瓶中加入90.09重量份多聚甲醛和153.40重量份蒸馏水，用碱溶液保持pH值为9.0，搅拌并加热得质量分数为37％的澄清甲醛溶液；(2)搅拌下同时加入189.18重量份三聚氰胺和27.01～108.04重量份葡萄糖，升温至80℃，保温40min，用碱溶液保持pH值为9.0；(3)升温至85℃，保温60min后，测定树脂溶水倍数(25℃)，当溶水倍数达到2.5～3.0倍水时，加入97.19～163.49重量份稳定剂稀释树脂固体含量至55％，用碱溶液调节pH至8.5～9.0，冷却至40℃以下放料，即得。调节pH值的碱溶液为质量分数30％的氢氧化钠溶液、氨水中的一种或两种。升温速度为4℃/5min。本专利技术在吕静波原有研究基础上，经进一步研究，研制了一种优化改进的葡萄糖改性三聚氰胺-甲醛树脂木材胶粘剂(GMF树脂)，主要以葡萄糖、三聚氰胺和甲醛为原料并加入稳定剂，通过羟甲基化与缩聚反应制成。其中，葡萄糖与三聚氰胺同时加入到甲醛溶液中，使其参与树脂的整个反应过程，并最终升温至85℃。本专利技术所得GMF树脂，较之前的储存期延长了2～10天，并保证了胶合强度。这可能是由于葡萄糖的提前加入，使其更充分地以化学键合的方式参与到树脂体系中，降低了树脂交联密度，减少了树脂体系中活性基团间的相互作用；缩聚温度的降低，不仅降低能耗，而且促使树脂的交联反应更为平缓，避免形成分子量不均匀的高分子链，继而进一步增强了GMF树脂的贮存稳定性。同时，本专利技术制备方法简单，所得GMF木材胶粘剂与传统的MF树脂相比，稳定性好、贮存周期更长，树脂脆性得到改善，色泽与木材相容性好，适用于木材工业的生产要求。具体实施方式实施例1原料配比：葡萄糖与三聚氰胺的质量比为0.14∶1，甲醛与三聚氰胺的摩尔比为2.0∶1，稳定剂占胶粘剂总量的17.45％，树脂的理论固体含量为55％。制备方法：(1)在四口烧瓶中加入90.09重量份多聚甲醛和153.40重量份蒸馏水，用碱溶液(质量分数为30％的氢氧化钠溶液，下同)保持pH值为9.0，搅拌并加热(升温速度为4℃/5min，下同)得质量分数为37％的澄清甲醛溶液；(2)搅拌下依次加入189.18重量份三聚氰胺和27.01重量份葡萄糖，升温至80℃，保温40min，用碱溶液保持pH值为9.0；(3)升温至85℃，保温60min后，测定树脂溶水倍数(25℃)，当溶水倍数达到2.5～3.0倍水时，加入97.19重量份稳定剂(水，下同)稀释树脂固体含量至55％，用碱溶液调节pH至8.5～9.0，冷却至40℃以下放料，即得。产品性能：胶粘剂为浅黄色透明液体，理论固体含量为55％，pH为8.5～9.0，溶水倍数(25℃)为2.5～3.0倍水，贮存期为20天(相比上述吕静波文章中Mg/Mm＝0.1时的贮存期延长10天)，胶合强度≥0.7MPa，所制备的胶合板达到国家“I”类胶合板标准。实施例2原料配比：葡萄糖与三聚氰胺的质量比为0.29∶1，甲醛与三聚氰胺的摩尔比为2.0∶1，稳定剂占胶粘剂总量的19.69％，树脂的理论固体含量为55％。制备方法：(1)在四口烧瓶中加入90.09重量份多聚甲醛和153.40重量份蒸馏水，用碱溶液(质量分数为30％的氢氧化钠溶液，下同)保持pH值为9.0，搅拌并加热(升温速度为4℃/5min，下同)得质量分数为37％的澄清甲醛溶液；(2)搅拌下依次加入189.18重量份三聚氰胺和54.02重量份葡萄糖，升温至80℃，保温40min，用碱溶液保持pH值为9.0；(3)升温至85℃，保温60min后，测定树脂溶水倍数(25℃)，当溶水倍数达到2.5～3.0倍水时，加入119.29重量份稳定剂(水，下同)稀释树脂固体含量至55％，用碱溶液调节pH至8.5～9.0，冷却至40℃以下放料，即得。产品性能：胶粘剂为浅黄色透明液体，理论固体含量为55％，pH为8.5～9.0，溶水倍数(25℃)为2.5～3.0倍水，贮存期为18天(相比上述吕静波文章中Mg/Mm＝0.2时的贮存期延长6天)，胶合强度≥0.7MPa，所制备的胶合板达到国家“I”类胶合板标准。实施例3原料配比：葡萄糖与三聚氰胺的质量比为0.43∶1，甲醛与三聚氰胺的摩尔比为2.0∶1，稳定剂占胶粘剂总量的21.58％，树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种葡萄糖改性三聚氰胺‑甲醛树脂木材胶粘剂，主要以葡萄糖、三聚氰胺和甲醛为原料并加入稳定剂，通过羟甲基化与缩聚反应制成，其特征在于：所述葡萄糖与三聚氰胺同时加入到甲醛溶液中，使其参与树脂的整个反应过程，并最终升温至85℃。

【技术特征摘要】
1.一种葡萄糖改性三聚氰胺-甲醛树脂木材胶粘剂，主要以葡萄糖、三聚氰胺和甲醛为原料并加入稳定剂，通过羟甲基化与缩聚反应制成，其特征在于：所述葡萄糖与三聚氰胺同时加入到甲醛溶液中，使其参与树脂的整个反应过程，并最终升温至85℃。2.根据权利要求1所述的葡萄糖改性三聚氰胺-甲醛树脂木材胶粘剂，其特征在于：所述葡萄糖与三聚氰胺的质量比为0.14～0.71∶1，甲醛与三聚氰胺的摩尔比为2.0∶1，稳定剂占胶粘剂总量的17.45％～23.22％。3.根据权利要求1所述的葡萄糖改性三聚氰胺-甲醛树脂木材胶粘剂，其特征在于：所述稳定剂为乙醇、甲醇和水中的一种或几种。4.根据权利要求2所述的葡萄糖改性三聚氰胺-甲醛树脂木材胶粘剂，其特征在于该胶粘剂为浅黄色透明液体，固体含量为50～55％，pH为8.0～8.5，溶水倍数为2.5～3.0倍水，贮存期为15～20天，胶合强度≥0.7MPa。5.权利要求1所述葡萄糖改性三聚氰胺-甲醛树脂木...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪纯，甘卫星，王凯伦，陈绪高，张晨晨，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西,45