一种淀粉改性聚氨酯胶黏剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种淀粉改性聚氨酯胶黏剂及其制备方法，涉及胶粘剂产品制备技术领域，由如下重量份数的原料制成：二异氰酸酯30‑60份、聚醚多元醇100‑400份、淀粉100‑600份、小分子扩链剂2‑10份、消泡剂1‑5份、催化剂2‑10份、填充剂100‑500份、环保增塑剂100‑300份、有机溶剂10‑40份；本发明专利技术使用组合型的聚醚多元醇与填充剂、氧化玉米淀粉混合均匀，再缓慢滴加异氰酸酯，控制反应温度不超过90℃，再加入小分子扩链剂，反应合成带有填充物的淀粉改性聚氨酯的预聚体大分子，最后加入催化剂、消泡剂和有机溶剂。

A Starch Modified Polyurethane Adhesive and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种淀粉改性聚氨酯胶黏剂及其制备方法
：本专利技术涉及胶粘剂产品制备
，具体涉及一种淀粉改性聚氨酯胶黏剂及其制备方法。
技术介绍
：根据有关资料显示，2006-2015年，我国人造板工业用胶黏剂消耗量年平均增长率为10.1％。2015年我国木材胶黏剂87.8％用于人造板工业，主要品种为脲醛树脂胶(含改性)和酚醛树脂胶。脲醛树脂胶(含改性)消耗量约为1392万t，占人造板工业胶黏剂用量近91％。酚醛树脂胶消耗量约为138万t，约占人造板工业胶黏剂用量的9％。聚氨酯胶粘剂是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团(－NHCOO－)的高分子材料，具有优异的性能。聚氨酯胶黏剂已经成为继脲醛树脂(UF)、酚醛树脂(PF)、三聚氰胺-甲醛树脂(MF)和聚醋酸乙烯乳液(PVAc)之后的又一重要木材工业用胶黏剂。聚氨酯胶黏剂与木材的水分和羟基反应，固化交联而形成稳定的化学结构。该类型胶黏剂具有力学强度高、绝缘、耐热、耐水、耐腐蚀性高、用于木材工业中使得产品具有尺寸稳定性好、不含甲醛等优点。目前由于价格昂贵，主要用于高端板材加工领域。目前行业开发者正通过引入价格较低的改性材料来降低材料成本，使聚氨酯胶黏剂成本降低而获得更快的推广使用。淀粉胶粘剂是近年来采用较多的一种瓦楞纸箱生产用胶粘剂，主要原料是玉米淀粉或木薯淀粉。由于生产淀粉胶粘剂原料来源广、价格低、粘接性能较好，因此推广使用较快。由于原淀粉中含有羟基，通过在聚氨酯预聚阶段引入原淀粉，淀粉中的羟基与异氰酸根进行接枝共聚反应，淀粉易于获得且成本较低，可制备得到一种聚氨酯-淀粉胶黏剂。该胶黏剂成本较低，且同时具备了聚氨酯高强度、高粘结性能的特点，可以应用于木材胶黏剂领域，以替代传统的“三醛”胶黏剂。
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种淀粉改性聚氨酯胶黏剂，利用淀粉所含羟基与-NCO发生接枝反应来对聚氨酯进行改性，显著改善所制胶黏剂的使用性能。本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：一种淀粉改性聚氨酯胶黏剂，由如下重量份数的原料制成：二异氰酸酯30-60份、聚醚多元醇100-400份、淀粉100-600份、小分子扩链剂2-10份、消泡剂1-5份、催化剂2-10份、填充剂100-500份、环保增塑剂100-300份、有机溶剂10-40份。所述二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、1,6-己二异氰酸酯HDI、苯二亚甲基二异氰酸酯XDI、萘-1,5-二异氰酸酯NDI中的一种或两种。所述聚醚多元醇选自官能度为2～4、数均分子量为1000～5000的聚醚多元醇中的两种。所述淀粉为氧化玉米淀粉。所述小分子扩链剂选自新戊二醇、三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸中的一种。所述消泡剂为聚醚改性硅氧烷共聚合物。所述催化剂选自有机金属化合物类催化剂，优选辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡。所述填充剂选自滑石粉、高岭土、碳酸钙、白炭黑中的一种或几种。所述环保增塑剂选自长链氯化石蜡、氯代棕榈油甲酯、环氧大豆油中的一种或两种。所述有机溶剂选自碳酸二甲酯、丙酮中的一种。上述淀粉改性聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：向反应釜中依次加入聚醚多元醇、淀粉、填充剂和环保增塑剂，边搅拌边升温至100-110℃真空脱水，真空度控制在0.07-0.09MPa；脱水结束后降温至70-80℃，并缓慢加入二异氰酸酯，控制温度不超过90℃，滴加完毕后保温反应；再加入小分子扩链剂保温反应；然后加入催化剂和消泡剂，最后加入有机溶剂，搅拌均匀，继续降温至50-60℃，出料，密封保存。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术使用组合型的聚醚多元醇与填充剂、氧化玉米淀粉混合均匀，再缓慢滴加异氰酸酯，控制反应温度不超过90℃，再加入小分子扩链剂，反应合成带有填充物的淀粉改性聚氨酯的预聚体大分子，最后加入催化剂、消泡剂和有机溶剂，催化剂可以加快胶黏剂在使用时的固化速度，消泡剂可以消除固化成膜时的气泡，有机溶剂适当降低体系粘度，同时设计使体系的-NCO/-OH摩尔比为1.3-2.5。(2)氧化玉米淀粉的结构中含有羟基、羰基和羧基，羟基可与-NCO接枝反应，羧基可提升与基材的附着力，同时氧化玉米淀粉的加入极大降低了聚氨酯胶黏剂的制备成本。具体实施方式：为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。实施例1配料表如下：向反应釜中依次加入聚醚二元醇2000、聚醚三元醇3000、氧化玉米淀粉、滑石粉和长链氯化石蜡，边搅拌边升温至110℃真空脱水，真空脱水2h，真空度控制在0.08MPa；脱水结束后降温至80℃，并缓慢加入二异氰酸酯MDI，时间控制在2h，控制温度不超过90℃，滴加完毕后保温反应3h；再加入新戊二醇保温反应3h；然后加入二月桂酸二丁基锡和聚醚改性硅氧烷共聚合物，最后加入丙酮，搅拌均匀，继续降温至50℃，出料，密封保存。实施例2配料表如下：原料用量/g聚醚三元醇3000120聚醚二元醇400080氯代棕榈油甲酯140重质碳酸钙200氧化玉米淀粉300二异氰酸酯MDI48二羟甲基丙酸2二月桂酸二丁基锡1聚醚改性硅氧烷共聚合物1碳酸二甲酯15向反应釜中依次加入聚醚三元醇3000、聚醚二元醇4000、氧化玉米淀粉、重质碳酸钙和氯代棕榈油甲酯，边搅拌边升温至110℃真空脱水，真空脱水2h，真空度控制在0.08MPa；脱水结束后降温至80℃，并缓慢加入二异氰酸酯MDI，时间控制在2h，控制温度不超过90℃，滴加完毕后保温反应3h；再加入二羟甲基丙酸保温反应3h；然后加入二月桂酸二丁基锡和聚醚改性硅氧烷共聚合物，最后加入碳酸二甲酯，搅拌均匀，继续降温至50℃，出料，密封保存。实施例3配料表如下：原料用量/g聚醚三元醇5000100聚醚二元醇4000120环氧大豆油180高岭土150氧化玉米淀粉350二异氰酸酯IPDI42二羟甲基丙酸4二月桂酸二丁基锡3聚醚改性硅氧烷共聚合物2碳酸二甲酯20向反应釜中依次加入聚醚三元醇5000、聚醚二元醇4000、氧化玉米淀粉、高岭土和环氧大豆油，边搅拌边升温至110℃真空脱水，真空脱水2h，真空度控制在0.08MPa；脱水结束后降温至80℃，并缓慢加入二异氰酸酯IPDI，时间控制在2h，控制温度不超过90℃，滴加完毕后保温反应3h；再加入二羟甲基丙酸保温反应3h；然后加入二月桂酸二丁基锡和聚醚改性硅氧烷共聚合物，最后加入碳酸二甲酯，搅拌均匀，继续降温至50℃，出料，密封保存。实施例4配料表如下：向反应釜中依次加入聚醚三元醇5000、聚醚三元醇3000、氧化玉米淀粉、重质碳酸钙和长链氯化石蜡，边搅拌边升温至110℃真空脱水，真空脱水2h，真空度控制在0.08MPa；脱水结束后降温至80℃，并缓慢加入二异氰酸酯IPDI，时间控制在2h，控制温度不超过90℃，滴加完毕后保温反应3h；再加入三羟基丙烷保温反应3h；然后加入二月桂酸二丁基锡和聚醚改性硅氧烷共聚合物，最后加入碳酸二甲酯，搅拌均匀，继续降温至50℃，出料，密封保存。对照例1以实施例4为对照，设置以等量玉米淀粉替代氧化玉米淀粉的对照例1，其余操作完全相同。对照例2以实施例4为对照，设置不添加氧化玉米淀粉的对照例2，其余操作完全相同。对照例3以实施例4为对照，设置不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种淀粉改性聚氨酯胶黏剂，其特征在于：由如下重量份数的原料制成：二异氰酸酯30‑60份、聚醚多元醇100‑400份、淀粉100‑600份、小分子扩链剂2‑10份、消泡剂1‑5份、催化剂2‑10份、填充剂100‑500份、环保增塑剂100‑300份、有机溶剂10‑40份。

【技术特征摘要】
1.一种淀粉改性聚氨酯胶黏剂，其特征在于：由如下重量份数的原料制成：二异氰酸酯30-60份、聚醚多元醇100-400份、淀粉100-600份、小分子扩链剂2-10份、消泡剂1-5份、催化剂2-10份、填充剂100-500份、环保增塑剂100-300份、有机溶剂10-40份。2.根据权利要求1所述的淀粉改性聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、1,6-己二异氰酸酯HDI、苯二亚甲基二异氰酸酯XDI、萘-1,5-二异氰酸酯NDI中的一种或两种；所述聚醚多元醇选自官能度为2～4、数均分子量为1000～5000的聚醚多元醇中的两种。3.根据权利要求1所述的淀粉改性聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述淀粉为氧化玉米淀粉。4.根据权利要求1所述的淀粉改性聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述小分子扩链剂选自新戊二醇、三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸中的一种。5.根据权利要求1所述的淀粉改性聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述消泡剂为聚醚改性硅氧烷共聚合物。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明星，孙学武，周静静，
申请(专利权)人：安徽匠星联创新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34